Optimasi PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan pada sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) serta uji aktivitas antioksidan.

1 INTISARI

Manggis (Garcinia mangostana L.) diketahui memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Ekstrak kulit manggis diformulasikan dalam bentuk sediaan krim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan krim, komposisi kedua faktor pada daerah optimum, serta aktivitas antioksidan sediaan krim.

Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dua faktor (PEG 4000 dan propilen glikol) dan dua level (level tinggi dan level rendah). Optimasi dilakukan pada komposisi PEG 4000 dan propilen glikol dengan parameter sifat fisik meliputi organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, pemisahan fase, dan stabilitas sediaan selama uji freeze thaw cycling. Analisis data respon viskositas dan daya sebar serta area optimum dilakukan menggunakan Design Expert 10.0.2 dengan taraf kepercayaan 95%, sedangkan analisis data stabilitas fisik menggunakan RStudio.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa PEG 4000 merupakan faktor yang dominan dalam menentukan viskositas sedangkan interaksi antara PEG 4000 dengan propilen glikol merupakan faktor yang dominan dalam menentukan daya sebar. Area optimum tidak dapat ditemukan dalam pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis. Dari pengujian stabilitas diketahui bahwa sediaan krim ekstrak kulit manggis stabil selama penyimpanan. Ekstrak kulit manggis diketahui memiliki aktivitas antioksidan yang kuat (IC50: 77,767 ppm) sedangkan sediaan krim ekstrak

kulit manggis memiliki aktivitas antioksidan yang sangat lemah (IC50:

2819,788 450,407 untuk formula 1; 2633,214 308,945 untuk formula a; 3650,468 215,020 untuk formula b; 6335,629 1252,760 untuk formula ab).

Kata kunci: krim, ekstrak kulit manggis, aktivitas antioksidan, PEG 4000, propilen glikol, desain faktorial

2 ABSTRACT

Mangosteen (Garcinia mangostana L.) has known to have an activity as antioxidant. In this study, mangosteen pericarp extract formulated into cream formulation. The aims of this study were to determine the effect of PEG 4000 as cream bases and propylene glycol as humectant, composition of the two factors on optimum area, and antioxidant activity of cream.

This study was an experimental using factorial design with two factors (PEG 4000 and propylene glycol) and two levels (high and low). Optimization was done on the composition of PEG 4000 and propylene glycol with physical properties such as organoleptic, pH, viscosity, spreadability, phase separation, and cream stability during freeze thaw cycling test. Viscosity, spreadability, and optimum area were analyzed using Design Expert 10.0.2 with confidence interval 95%, meanwhile physical stability data were analyzed using RStudio.

Results showed that PEG 4000 was a dominant factor in determining the viscosity, and interaction between PEG 4000 and propylene glycol was a dominant factor in determining the spreadability. Optimum area of cream of mangosteen pericarp extract was not found. Cream of mangosteen pericarp extract was stable during stability testing. Mangosteen pericarp extract showed high antioxidant activity (IC50: 77,767 ppm) meanwhile cream of mangosteen pericarp extract had very low

antioxidant activity (IC50: 2819,788 450,407 for formula 1; 2633,214 308,945 for

formula a; 3650,468 215,020 for formula b; 6335,629 1252,760 for formula ab). Keywords: cream, mangosteen pericarp extract, antioxidant activity, PEG 4000, propylene glycol, factorial design

OPTIMASI PEG 4000 SEBAGAI BASIS DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN PADA SEDIAAN KRIM EKSTRAK KULIT MANGGIS

(Garcinia mangostana L.) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN

SKRIPSI

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

Program Studi Farmasi

Oleh : Clarisa Dian NIM : 128114155

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

i

OPTIMASI PEG 4000 SEBAGAI BASIS DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN PADA SEDIAAN KRIM EKSTRAK KULIT MANGGIS

(Garcinia mangostana L.) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN

SKRIPSI

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

Program Studi Farmasi

Oleh : Clarisa Dian NIM : 128114155

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Skripsi ini saya persembahkan untuk:

Tuhan Yesus Kristus

Papa, Mama, David, dan Jeremy

Almamater Sanata Dharma

vii

PRAKATA

Puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan penyertaanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Optimasi PEG 4000 Sebagai Basis dan Propilen Glikol Sebagai Humektan

Pada Sediaan Krim Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.) Serta Uji Aktivitas Antioksidan” dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) pada program studi Farmasi.

Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari dukungan, bantuan, bimbingan, kritik serta saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada:

1. Ibu Aris Widayati, M.Si., Apt., PH.D., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Dr. T.N. Saifullah Sulaiman, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing skripsi atas waktu, dukungan, arahan, dan semangat yang telah diberikan selama penelitian hingga penyusunan skripsi.

3. Ibu Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan waktu, arahan, dan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

4. Ibu Beti Pudyastuti, M.Sc., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan waktu, arahan, dan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

viii

5. Segenap dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata yang telah membagikan ilmunya selama penulis menempuh perkuliahan.

6. Segenap laboran, staf kebersihan, dan staf keamanan atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian berlangsung.

7. Mimi, Linda, dan Vivin selaku rekan skripsi selama penelitian atas dukungan, bantuan, dan kebersamaannya dalam melakukan penelitian.

8. Sahabatku Bonifasia Anna Carissa dan Kresensia T. Hasrat atas kebersamaan, semangat, motivasi, bantuan yang diberikan.

9. Semua teman-teman FST 2012 dan angkatan 2012 atas kebersamaannya selama perkuliahan.

10. Semua pihak dan teman-teman yang telah membantu penulis selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan mengingat keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna untuk seluruh pihak, terutama dalam bidang kefarmasian.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii

HALAMAN PENGESAHAN... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi

PRAKATA... vii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR TABEL... xi

DAFTAR GAMBAR... xii

DAFTAR LAMPIRAN... xiii

INTISARI... xiv

ABSTRACT... xvi

BAB I PENGANTAR... 1

A. Latar Belakang... 1

1. Rumusan masalah... 4

2. Keaslian penelitian... 4

3. Manfaat Penelitian... 5

B. Tujuan Penelitian... 6

1. Tujuan umum... 6

2. Tujuan khusus... 6

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA... 7

A. Manggis (Garcinia mangostana L.)... 7

B. Antioksidan... 9

1. Metode ORAC (Oxygen Radical Absorption Capacity)... 10

2. Metode TRAP (Total Radical – Trapping Antioxidant Parameter)... 11

3. Metode ABTS (2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid))... 11

4. Metode diena terkonjugasi... 12

5. Metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)... 12

C. Krim... 13

D. Desain Faktorial... 30

E. Landasan Teori... 31

F. Hipotesis... 33

BAB III METODE PENELITIAN... 34

A. Jenis dan Rancangan Penelitian... 34

B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional... 34

1. Variabel penelitian... 34

2. Definisi operasional... 35

C. Bahan Penelitian... 36

x

E. Tata Cara Penelitian... 37

1. Identifikasi ekstrak kering kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 37

2. Pembuatan ekstrak kental kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 37

3. Uji aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 37

4. Formula sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) 38 5. Pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 39

6. Uji sifat fisika kimia sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 40

7. Uji stabilitas sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)... 41

8. Uji aktivitas antioksidan sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) dengan metode DPPH... 42

F. Analisis Hasil... 43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 44

A. Identifikasi Ekstrak Kering Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.)... 44

B. Pembuatan Ekstrak Kental Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.)... 45

C. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.)... 46

1. Penentuan panjang gelombang maksimum DPPH... 46

2. Penetapan operating time... 47

3. Pengukuran aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis... 47

D. Orientasi Level dari Kedua Faktor Penelitian... 48

E. Hasil Pengujian Sifat Fisik Krim Ekstrak Kulit Manggis... 49

1. Organoleptis... 50

2. Uji pH... 50

3. Uji viskositas... 51

4. Uji daya sebar... 55

5. Uji sifat alir... 59

6. Optimasi formula... 60

F. Hasil Pengujian Stabilitas Fisik Krim Ekstrak Kulit Manggis... 62

1. Uji sentrifugasi... 62

2. Uji freeze thaw cycling... 62

G. Hasil Uji Aktivitas Antioksidan Krim Ekstrak Kulit Manggis... 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 68

A. Kesimpulan... 68

B. Saran... 68

DAFTAR PUSTAKA... 69

LAMPIRAN... 75

xi

DAFTAR TABEL

Tabel I. Tingkat aktivitas antioksidan dengan metode DPPH... 13

Tabel II Rancangan percobaan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level... 30

Tabel III. Formula acuan sediaan krim... 39

Tabel IV. Formula sediaan krim ekstrak kulit manggis... 39

Tabel V. Hasil identifikasi ekstrak kering kulit manggis... 44

Tabel VI. Hasil penetapan operating time... 47

Tabel VII. Variasi konsentrasi PEG 4000 terhadap respon viskositas dan daya sebar... 48

Tabel VIII. Variasi konsentrasi propilen glikol terhadap respon viskositas dan daya sebar... 49

Tabel IX. Hasil pengujian organoleptis krim ekstrak kulit manggis... 50

Tabel X. Hasil pengujian pH krim ekstrak kulit manggis... 51

Tabel XI. Hasil pengujian viskositas krim ekstrak kulit manggis... 51

Tabel XII. Efek PEG 4000, propilen glikol, dan interaksinya terhadap respon viskositas... 53

Tabel XIII. Hasil pengujian daya sebar krim ekstrak kulit manggis... 55

Tabel XIV. Efek PEG 4000, propilen glikol, dan interaksinya terhadap respon daya sebar... 57

Tabel XV. Hasil pengujian sifat alir krim ekstrak kulit manggis... 60

Tabel XVI. Hasil validasi krim ekstrak kulit manggis... 61

Tabel XVII. Hasil pengujian sentrifugasi krim ekstrak kulit manggis... 62

Tabel XVIII. Hasil pengujian aktivitas antioksidan krim ekstrak kulit manggis... 65 Tabel XIX. Hasil pengujian aktivitas antioksidan krim tanpa ekstrak... 66

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Buah manggis... 7

Gambar 2. Struktur xanton... 8

Gambar 3. Struktur polietilen glikol... 19

Gambar 4. Struktur propilen glikol... 20

Gambar 5. Struktur asam stearat... 20

Gambar 6. Struktur trietanolamin... 21

Gambar 7. Struktur metil paraben... 21

Gambar 8. Struktur setil alkohol... 22

Gambar 9. Kurva sistem Newtonian... 25

Gambar 10. Kurva sistem plastis... 26

Gambar 11. Kurva sistem pseudoplastis... 26

Gambar 12. Kurva sistem dilatan... 27

Gambar 13. Ekstrak kering kulit manggis... 44

Gambar 14. Ekstrak kental kulit manggis... 45

Gambar 15. Hasil penentuan panjang gelombang maksimum larutan DPPH... 46 Gambar 16. Kurva konsentrasi (ppm) vs inhibisi (%)... 47

Gambar 17. Contour plot respon viskositas... 52

Gambar 18. Hubungan PEG 4000 terhadap respon viskositas... 54

Gambar 19. Hubungan propilen glikol terhadap respon viskositas... 54

Gambar 20. Contour plot respon daya sebar... 56

Gambar 21. Hubungan PEG 4000 terhadap respon daya sebar... 58

Gambar 22. Hubungan propilen glikol terhadap respon daya sebar... 58

Gambar 23. Kurva sifat alir krim ekstrak kulit manggis... 59

Gambar 24. Contour plot superimposed sediaan krim... 61

Gambar 25. Grafik perubahan viskositas setelah dilakukan pengujian freeze thaw cycling... 63

Gambar 26. Grafik perubahan daya sebar setelah dilakukan pengujian freeze thaw cycling... 64

Gambar 27. Grafik hasil uji aktivitas antioksidan krim ekstrak kulit manggis... 65 Gambar 28. Grafik hasil uji aktivitas antioksidan krim tanpa ekstrak... 66

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Certificate of Analysis ekstrak kering kulit manggis... 76

Lampiran 2. Material Safety Data Sheet ekstrak kering kulit manggis... 77

Lampiran 3. Extraction flow chart ekstrak kering kulit manggis... 79

Lampiran 4. Aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis... 80

Lampiran 5. Orientasi level faktor penelitian... 81

Lampiran 6. Data pengukuran viskositas sediaan krim ekstrak kulit manggis... 83

Lampiran 7. Data pengukuran daya sebar sediaan krim ekstrak kulit manggis... 86

Lampiran 8. Optimasi formula... 89

Lampiran 9. Hasil pengukuran sifat alir... 91

Lampiran 10. Hasil uji stabilitas fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis... 93

Lampiran 11. Aktivitas antioksidan sediaan krim ekstrak kulit manggis dan sediaan krim tanpa ekstrak... 113

xiv

INTISARI

Manggis (Garcinia mangostana L.) diketahui memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Ekstrak kulit manggis diformulasikan dalam bentuk sediaan krim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan krim, komposisi kedua faktor pada daerah optimum, serta aktivitas antioksidan sediaan krim.

Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dua faktor (PEG 4000 dan propilen glikol) dan dua level (level tinggi dan level rendah). Optimasi dilakukan pada komposisi PEG 4000 dan propilen glikol dengan parameter sifat fisik meliputi organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, pemisahan fase, dan stabilitas sediaan selama uji freeze thaw cycling. Analisis data respon viskositas dan daya sebar serta area optimum dilakukan menggunakan Design Expert 10.0.2 dengan taraf kepercayaan 95%, sedangkan analisis data stabilitas fisik menggunakan RStudio.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa PEG 4000 merupakan faktor yang dominan dalam menentukan viskositas sedangkan interaksi antara PEG 4000 dengan propilen glikol merupakan faktor yang dominan dalam menentukan daya sebar. Area optimum tidak dapat ditemukan dalam pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis. Dari pengujian stabilitas diketahui bahwa sediaan krim ekstrak kulit manggis stabil selama penyimpanan. Ekstrak kulit manggis diketahui memiliki aktivitas antioksidan yang kuat (IC50: 77,767 ppm) sedangkan sediaan krim ekstrak kulit manggis memiliki aktivitas antioksidan yang sangat lemah (IC50: 2819,788 450,407 untuk formula 1; 2633,214 308,945 untuk formula a; 3650,468 215,020 untuk formula b; 6335,629 1252,760 untuk formula ab).

Kata kunci: krim, ekstrak kulit manggis, aktivitas antioksidan, PEG 4000, propilen glikol, desain faktorial

xv

ABSTRACT

Mangosteen (Garcinia mangostana L.) has known to have an activity as antioxidant. In this study, mangosteen pericarp extract formulated into cream formulation. The aims of this study were to determine the effect of PEG 4000 as cream bases and propylene glycol as humectant, composition of the two factors on optimum area, and antioxidant activity of cream.

This study was an experimental using factorial design with two factors (PEG 4000 and propylene glycol) and two levels (high and low). Optimization was done on the composition of PEG 4000 and propylene glycol with physical properties such as organoleptic, pH, viscosity, spreadability, phase separation, and cream stability during freeze thaw cycling test. Viscosity, spreadability, and optimum area were analyzed using Design Expert 10.0.2 with confidence interval 95%, meanwhile physical stability data were analyzed using RStudio.

Results showed that PEG 4000 was a dominant factor in determining the viscosity, and interaction between PEG 4000 and propylene glycol was a dominant factor in determining the spreadability. Optimum area of cream of mangosteen pericarp extract was not found. Cream of mangosteen pericarp extract was stable during stability testing. Mangosteen pericarp extract showed high antioxidant activity (IC50: 77,767 ppm) meanwhile cream of mangosteen pericarp extract had very low antioxidant activity (IC50: 2819,788 450,407 for formula 1; 2633,214 308,945 for formula a; 3650,468 215,020 for formula b; 6335,629 1252,760 for formula ab). Keywords: cream, mangosteen pericarp extract, antioxidant activity, PEG 4000, propylene glycol, factorial design

1 BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sumber polusi mengandung senyawa radikal bebas yang berbahaya bagi kulit. Radikal bebas merupakan molekul yang tidak stabil karena kehilangan elektronnya dan akan menyerang tubuh kita terutama merusak protein, sel dan jaringan dalam organ tubuh (Paramawati, 2010).

Pembentukan radikal bebas yang merusak tubuh ini dapat dihambat oleh senyawa antioksidan. Antioksidan merupakan senyawa yang dapat menghambat oksigen reaktif dan radikal bebas dalam tubuh dengan memberikan satu atau lebih elektron kepada radikal bebas sehingga menjadi bentuk molekul yang normal kembali (Dalimartha dan Soedibyo, 1999). Salah satu tanaman yang memiliki aktivitas antioksidan adalah manggis (Garcinia Mangostana L.).

Di dalam tanaman manggis terdapat suatu metabolit sekunder yaitu xanton (Pedrazza-Chaverri, Cardenas-Rodriguez, Orozco-Ibarra, and Perez-Rojas, 2008). Xanton diketahui memiliki aktivitas biologis yaitu antioksidan, antiinflamasi, antialergi, antibakteri, antijamur, dan antivirus. Senyawa dari golongan xanton yang telah teridentifikasi antara lain α mangostin, mangostin, mangostin, garcinon E, dan gartanin (Suksamrarn et al., 2006; Pedraza-Chaverri et al., 2008). α mangostin merupakan senyawa golongan xanton yang memiliki kandungan terbesar dalam kulit

manggis. α mangostin dapat larut dalam alkohol, eter, aseton, kloroform, dan etil asetat (Pothitirat, et al., 2010) serta stabil terhadap cahaya, panas, dan basa hidrolitik (Yodhnu, Sirikatitham, and Wattanapiromsakul, 2009). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Li and Xu (2015), ekstrak etanol kulit manggis memiliki nilai IC50 sebesar 75,9 ppm dan bagian dari tanaman manggis yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi adalah kulit manggis (Palakawong, Sophanodora, Pisuchpen, and Phongpaichit, 2010). Menurut Khonkarn, Okonogi, Ampasavate, and Anuchapreeda (2010), aktivitas antioksidan pada kulit manggis (TEAC: 15 mM/mg) lebih tinggi dibandingkan dengan vitamin E (TEAC: 9 mM/mg).

Ekstrak kulit manggis dapat diformulasikan dalam berbagai bentuk sediaan, seperti losion (Dewi, 2014), emulgel (Cahyono, 2014), dan gel (Maulina dan Sugihartini, 2015). Dalam penelitian ini ekstrak kulit manggis diformulasikan dalam bentuk sediaan semisolid yaitu krim. Sediaan krim memiliki kelebihan dibandingkan sediaan lain yaitu mudah dioleskan, mudah menyebar, daya penetrasi tinggi, dan mudah dibersihkan (Mitsui, 1998). Selain itu, xanton memiliki kelarutan yang baik dalam eter dan etanol sehingga dapat diformulasikan dalam krim dengan tipe emulsi M/A. Xanton dapat larut dalam fase minyak yang merupakan fase internal, dengan adanya etanol sebagai pelarut, ekstrak kulit manggis dapat terpartisi pada fase air. Penelitian yang dilakukan oleh Harun (2014) menyatakan bahwa ekstrak kulit manggis dengan pelarut etanol 50% memiliki nilai IC50 sebesar 9,725 ppm sedangkan

ketika diformulasikan dalam bentuk sediaan krim memiliki nilai IC50 sebesar 18,234 ppm.

Basis merupakan komponen penting yang dapat mempengaruhi sifat fisik dan pelepasan zat aktif dari sediaan krim yang dihasilkan (Joenoes, 2006). Pada penelitian ini basis yang digunakan adalah PEG 4000 karena toksisitasnya yang rendah, dapat meningkatkan kelarutan bahan obat yang terdispersi dalam sediaan serta meningkatkan stabilitas fisik dan kimia suatu sediaan (Knop, Hoogenboom, Fischer, and Schubert, 2010). Selain itu, PEG 4000 memiliki daya lekat dan distribusi yang baik pada kulit, tidak menghambat pertukaran gas dan produksi keringat serta memiliki sifat bakterisida sehingga lebih stabil pada saat penyimpanan (Voigt, 1984). Pada sediaan krim, PEG 4000 memiliki sifat melembabkan kulit tanpa meninggalkan rasa lengket atau berminyak (Clariant, 2014).

Sediaan krim ekstrak kulit manggis dibuat dengan tipe emulsi M/A, karena air menjadi fase luar dari sistem emulsi krim maka perlu ditambahkan humektan. Humektan adalah suatu bahan yang dapat mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) dari lapisan kulit terluar saat produk digunakan. Pada penelitian ini humektan yang dipilih adalah propilen glikol. Propilen glikol memiliki kelebihan yaitu tidak toksik, tidak menyebabkan iritasi lokal ketika diaplikasikan di membran mukosa dan subkutan, tidak menyebabkan reaksi hipersensitifitas, dan aman digunakan hingga konsentrasi lebih dari 50% (Loden, 2001).

Dalam formulasi sediaan krim, basis dan humektan memiliki peranan yang penting dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan krim, oleh karena itu perlu dilakukan optimasi terhadap penggunaan PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan untuk mendapatkan sediaan krim dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik.

1. Rumusan masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, terdapat beberapa rumusan masalah yang diteliti, yaitu:

a. Bagaimana pengaruh PEG 4000 dan propilen glikol terhadap sifat fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis?

b. Berapa komposisi PEG 4000 dan propilen glikol pada daerah optimum sehingga dihasilkan sediaan krim dengan sifat fisik yang baik?

c. Bagaimana stabilitas fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis setelah dilakukan uji sentrifugasi dan freeze thaw cycling?

d. Bagaimana aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis dan sediaan krim ekstrak kulit manggis?

2. Keaslian penelitian

Penelitian lain yang telah dilakukan antara lain:

a. Formulasi dan Uji Aktivitas Antioksidan Krim Anti-Aging Ekstrak Etanol 50% Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) dengan Metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) yang dilakukan oleh Harun, 2014.

b. Optimasi Humektan Propilen Glikol dan Gelling Agent Carbopol 940 dalam Sediaan Gel Penyembuh Luka Ekstrak Daun Petai Cina (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.): Aplikasi Desain Faktorial yang dilakukan oleh Veronica, 2013. Pengaruh Lama dan Suhu Sterilisasi Panas Basah terhadap Viskositas dan Daya Sebar Sediaan Emulgel Anti-Acne Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) yang dilakukan oleh Cahyono, 2014.

c. Kualitas Losion Ekstrak Kulit Buah Manggis yang dilakukan oleh Dewi, 2014. Formulasi Gel Ekstrak Etanol Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) dengan Variasi Gelling Agent Sebagai Sediaan Luka Bakar yang dilakukan oleh Maulina dan Sugihartini, 2015.

Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan peneliti, penelitian mengenai Optimasi PEG 4000 sebagai Basis dan Propilen Glikol sebagai Humektan pada Sediaan Krim Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia Mangostana L.) serta Uji Aktivitas Antioksidan belum pernah dilakukan.

3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menambah informasi mengenai aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah manggis serta jumlah optimal pemberian PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan.

b. Manfaat praktis

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan sediaan krim ekstrak kulit manggis yang memiliki sifat fisik dan stabilitas yang baik.

B. Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum

Menghasilkan formula sediaan krim antioksidan ekstrak kulit manggis yang memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik.

2. Tujuan khusus

a. Mengetahui pengaruh PEG 4000 dan propilen glikol terhadap sifat fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis.

b. Mengetahui komposisi PEG 4000 dan propilen glikol pada daerah optimum sehingga dihasilkan sediaan krim dengan sifat fisik yang baik.

c. Mengetahui stabilitas fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis setelah dilakukan uji sentrifugasi dan freeze thaw cycling.

d. Mengetahui aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis dan sediaan krim ekstrak kulit manggis.

7

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA A. Manggis (Garcinia mangostana L.)

Gambar 1. Buah manggis (Yaacob and Tindall, 1995)

Manggis (Garcinia mangostana L.) (gambar 1) merupakan tanaman tropis yang berasal dari India, Myanmar, dan Sri Lanka. Tanaman manggis masuk ke dalam famili Guttiferae dan genus Garcinia. Terdapat 400 spesies dalam genus Garcinia dan 77 spesies di antaranya terdapat di Indonesia (Sulassih, Sobir, and Santosa, 2013).

Klasifikasi tanaman manggis adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta Superdivisi : Spermatophyta Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Subkelas : Dilleniidae Ordo : Theales

Genus : Garcinia L.

Spesies : Garcinia mangostana L. (Yaacob and Tindall, 1995) Tanaman manggis merupakan pohon dengan tinggi 7-25 m, memiliki batang berwarna coklat keabu-abuan dengan diameter 40-80 cm. Daunnya berwarna hijau, kaku, mengkilap, berbentuk lonjong, berujung lancip, dan terletak berhadapan. Daun yang kecil berukuran 8 x 4 cm sedangkan daun yang besar berukuran 12 x 5 cm. Bunga manggis berwarna merah muda dan terletak di ujung cabang daun. Buah manggis berwarna ungu tua atau ungu kemerahan dan memiliki diameter 4-6,5 cm. Daging buahnya berwarna putih dan memiliki rasa yang manis. Kulit buah bagian dalam berwarna merah dan tebal (Suhono dan tim peneliti LIPI, 2010).

Kulit buah manggis telah digunakan sejak lama sebagai pengobatan untuk penyembuhan luka dan infeksi kulit, penyakit diare (diare kronis pada anak-anak) dan disentri (Pedrazza-Chaverri et al., 2008). Kulit buah manggis memiliki kandungan xanton yang tinggi serta mengandung zat bioaktif lain seperti tanin, flavonoid, dan polifenol (Pothitirat, Chomnawang, and Gritsanapan, 2010).

Gambar 2. Struktur xanton (Suksamrarn, Komutiban, Ratananukul, Chimnoi, Lartpornmatulee, and Suksamrarn, 2006)

Xanton atau xanten-9H-on adalah metabolit sekunder yang umumnya terdapat pada beberapa tanaman dengan tingkat famili yang tinggi, jamur, dan lichens. (Peres, Nagem, and De Oliveira, 2000). Xanton dapat diisolasi dari kulit buah, buah, kulit kayu, dan daun tanaman manggis. Beberapa studi menyatakan bahwa xanton yang berasal dari manggis memiliki aktivitas biologis seperti antioksidan, antiinflamasi, antialergi, antibakteri, antijamur, dan antivirus. Senyawa xanton yang telah diidentifikasi antara lain α mangostin, mangostin, mangostin, garcinon E, dan gartanin (Suksamrarn et al., 2006; Pedraza-Chaverri et al., 2008). Berdasarkan strukturnya, xanton tergolong senyawa aromatik sederhana, seperti dibenzofuran, dibenzopiran, dan griseofulvin. Umumnya xanton berbentuk kristal jarum berwarna kuning dengan titik leleh 173-176oC (Yatman, 2012). α mangostin merupakan senyawa golongan xanton yang memiliki kandungan terbesar dalam kulit manggis. α mangostin dapat larut dalam alkohol, eter, aseton, kloroform, dan etil asetat (Pothitirat, et al., 2010). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Yodhnu, Sirikatitham, and Wattanapiromsakul (2009), α mangostin stabil terhadap cahaya, panas, dan basa hidrolitik.

B. Antioksidan

Antioksidan merupakan senyawa yang memiliki pasangan elektron bebas yang dapat memutus jalannya reaksi dari radikal bebas dengan cara menyumbang elektronnya pada senyawa radikal bebas. Senyawa antioksidan dapat mencegah rusaknya sel normal, protein, dan lemak (Winarsi, 2007).

Antioksidan dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu antioksidan primer dan antioksidan sekunder. Antioksidan primer (AH) berperan dalam menghambat tahap inisiasi dengan bereaksi terhadap radikal lipid atau menghambat tahap propagasi dengan bereaksi terhadap peroksil atau radikal alkoksil. Sedangkan antioksidan sekunder berperan dalam memperlambat laju oksidasi (Antolovich, Prenzler, Patsalides, McDonald, and Robards, 2002).

Radikal bebas merupakan molekul yang tidak stabil karena kehilangan elektronnya. Perubahan menjadi stabil dapat dilakukan dengan mengambil elektron dari molekul atau sel lain dalam tubuh kita. Proses pengambilan elektron dari sel-sel tubuh kita menyebabkan kerusakan sel. Radikal bebas akan menyerang tubuh kita terutama merusak protein, sel dan jaringan dalam organ tubuh. Bentuk serangan tersebut sebenarnya merupakan upaya radikal bebas untuk menstabilkan diri (Paramawati, 2010).

Beberapa metode yang dapat digunakan untuk uji aktivitas antioksidan: 1. Metode ORAC (Oxygen Racical Absorption Capacity)

ORAC merupakan metode pengukuran aktivitas antioksidan terhadap radikal peroksil dengan menggunakan 2,2’-azobis-(2-amidino-propan) dihidroklorida (AAPH). Prinsipnya adalah radikal peroksil bereaksi dengan probe fluoresens untuk membentuk produk non fluoresensi dan dilakukan kuantitasi. Aktivitas antioksidan ditentukan dengan melihat penurunan kecepatan reaksi serta jumlah produk yang terbentuk terhadap waktu. Hasil uji ini diinterpretasikan sebagai trolox equivalents

(TE) dalam satuan μmol. Kelebihan metode ORAC adalah metode ini sangat akurat karena menggunakan pengukuran fluoresensi dan juga efisien karena tidak banyak menggunakan reagen. Kekurangannya adalah metode ini hanya menunjukkan aktivitas terhadap radikal bebas tertentu, yaitu radikal peroksil (Prior, Wu, and Schaich, 2005).

2. Metode TRAP (Total Radical –Trapping Antioxidant Parameter)

Metode TRAP memiliki prinsip yaitu pengukuran kemampuan senyawa antioksidan untuk menghambat reaksi antara radikal peroksil AAPH atau ABAP dengan target. Metode TRAP ini biasanya dikombinasikan dengan penggunaan luminol-enhanced chemiluminescence (CL) sebagai marker. Hasil uji ini

diinterpretasikan sebagai jumlah (μmol) radikal peroksil yang terperangkap dalam 1

L plasma. Metode TRAP merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk mengukur antioksidan dalam sampel plasma atau serum secara in vivo karena metode ini dapat mengukur antioksidan non enzimatik seperti glutathione, asam askorbat, dan

α tokoferol (Pisoschi and Negulescu, 2011).

3. Metode ABTS (2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid))

Metode ini berdasarkan penghambatan produksi kation radikal ABTS. ABTS (2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)) merupakan suatu senyawa peroksidase, ketika teroksidasi oleh H2O2 akan menghasilkan senyawa kation radikal. Senyawa kation radikal ABTS ini akan diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 734 nm. Kelebihan metode ini adalah penggunaannya yang

sederhana sehingga banyak digunakan untuk mengukur aktivitas antioksidan. (Pisoschi and Negulescu, 2011).

4. Metode diena terkonjugasi

Metode ini merupakan teknik untuk mengetahui oksidasi lipid. Substrat yang digunakan dalam metode pengujian ini adalah senyawa apapun yang mengandung polyunsaturated fatty acid yang dioksidasi dengan penambahan ion tembaga, besi, AAPH atau DPPH. Selanjutnya lipid akan mengalami pemisahan hidrogen dari gugus CH2 dan produk akan menstabilkan diri dengan membentuk diena terkonjugasi. Penghitungan diena terkonjugasi yang terbentuk dilakukan dengan menghitung peningkatan absorbansi per massa sampel pada suatu waktu tertentu menggunakan spektrofotometri. Kelebihan metode ini adalah metode ini dapat mengukur proses oksidasi pada tahap awal, namun metode ini tidak dapat memberikan informasi mengenai struktur senyawa yang diteliti. Selain itu, metode ini juga tidak dapat dilakukan secara langsung pada jaringan dan cairan tubuh karena banyaknya senyawa yang dapat menggangu pengukuran aktivitas antioksidan (Antolovich et al., 2002). 5. Metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)

DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) merupakan senyawa radikal nitrogen yang tidak stabil karena memiliki elektron yang tidak berpasangan yang menyebabkan DPPH bersifat reaktif. DPPH akan mengalami reduksi melalui proses donasi hidrogen atau elektron sehingga warna DPPH dapat mengalami perubahan warna dari ungu menjadi kuning (Hanani, Mun’im, dan Sekarini, 2005). Prinsip

metode DPPH adalah reduksi larutan metanolik radikal bebas berwarna (DPPH) dengan cara penangkapan radikal bebas (Shivaprasad, Mohan, Kharya, Shiradkar, and Lakshman, 2005). Metode DPPH dapat digunakan baik pada pengujian kualitatif maupun kuantitatif (Sarker, Latif, and Gray, 2006). Metode DPPH merupakan metode yang sederhana, cepat, sensitif, dan reprodusibel untuk pengujian aktivitas antioksidan (Savatoric, Cetkovic, Canadanovic-Brunet, and Djilas, 2012). Hasil uji diinterpretasikan dalam nilai IC50, konsentrasi antioksidan yang dibutuhkan untuk menurunkan konsentrasi awal DPPH (radikal bebas) sebesar 50% (Shivaprasad, et al., 2005).

Tingkat aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH dapat digolongkan berdasarkan nilai IC50 seperti pada tabel I (Jun, Yu, Fong, Wan, Yang, and Ho, 2003).

Tabel I. Tingkat aktivitas antioksidan dengan metode DPPH (Jun et al., 2003).

Aktivitas Sangat

Kuat Kuat Sedang Lemah

Sangat Lemah Nilai IC50 _μg/mL<50 50-100 _μg/mL 101-250 _μg/mL 250-500 _{μg/mL μg/mL}>500

Metode DPPH merupakan metode yang sederhana dan cepat karena hanya membutuhkan spektrofotometer UV-vis. Namun interpretasi hasil dapat menjadi sulit apabila senyawa uji memiliki panjang gelombang yang melampaui panjang gelombang DPPH (Prior et al., 2005).

C. Krim

Krim merupakan sediaan semisolid yang ditujukan untuk aplikasi eksternal. Krim dapat mengandung bahan obat yang dilarutkan atau disuspensikan pada basis

krim larut air (vanishing cream). Krim lebih disukai dibandingkan dengan salep karena sifatnya yang lebih mudah menyebar (Singh and Naini, 2002).

Krim yang dapat dicuci dengan air (M/A) ditujukan untuk penggunaan kosmetik dan estetika (Syamsuni, 2005). Tipe air dalam minyak (A/M) tidak larut dalam air dan tidak dapat dicuci dengan air, sedangkan tipe minyak dalam air (M/A) dapat bercampur dan dapat dicuci dengan air serta tidak berminyak (Allen, 1999). Terdapat berbagai jenis krim, antara lain:

1. Cleansing cream

Cleansing cream digunakan sebagai pembersih untuk make up, minyak, air, dan kotoran yang menempel pada wajah. Karakteristik cleansing cream yang baik yaitu:

a. Dapat menghilangkan minyak dan air yang menempel pada kulit b. Stabil secara fisika dan kimia

c. Dapat menyebar dengan baik 2. Vanishing cream

Vanishing cream dimaksudkan untuk langsung berpenetrasi ke dalam kulit. Vanishing cream juga dikenal sebagai krim stearat karena penggunaan asam stearat dalam jumlah banyak sebagai fase minyak.

3. Foundation cream

Foundation cream digunakan sebagai basis emolien atau dasar untuk aplikasi bedak wajah dan sediaan make up lainnya sehingga dapat melekat lebih lama pada kulit, umumnya merupakan tipe emulsi M/A.

4. Hand and body cream

Hand and body cream bertujuan untuk melembabkan kulit, memberikan lapisan untuk memproteksi kulit, dan menjaga agar kulit tetap lembut namun tidak

berminyak. (Pawar, 2013)

Komponen penyusun dalam sediaan krim yaitu: 1. Basis

Basis sediaan krim diklasifikasikan berdasarkan komposisi dan karakteristik fisiknya, antara lain basis hidrokarbon (oleaginous bases), basis absorpsi, basis yang dapat larut dalam air, dan basis yang dapat dicuci dengan air. Pemilihan basis tergantung pada aktivitas yang diinginkan (topikal, perkutan), kompatibilitas dengan senyawa lain, stabilitas fisik dan mikroba sediaan, daya sebar dan daya tuang formula, durasi kontak sediaan terhadap tempat aplikasi, dan kemudahan untuk dihilangkan dari tempat aplikasi.

a. Basis hidrokarbon. Basis ini memberikan sifat melembabkan kulit dan dapat bertahan pada kulit dalam waktu yang lama karena terdiri dari bahan yang bersifat lipofilik. Basis hidrokarbon sulit dihilangkan dari kulit karena sifatnya yang

berminyak. Contoh basis hidrokarbon yaitu Petrolatum USP, white petrolatum USP, yellow ointment USP, dan white ointment USP.

b. Basis absorpsi. Basis ini memiliki sifat yang kurang melembabkan kulit bila dibandingkan dengan basis hidrokarbon karena mengandung air dalam jumlah sedikit. Sama seperti basis hidrokarbon, basis absorpsi juga sulit dihilangkan dari kulit karena sifatnya yang hidrofobik. Contoh basis absorpsi yaitu hydrophilic petrolatum USP dan lanolin USP.

c. Basis cuci air. Basis ini dikenal juga dengan basis M/A. Tidak seperti basis hidrokarbon dan basis absorpsi, basis cuci air mudah dihilangkan dari kulit karena mengandung air dalam jumlah banyak. Contoh basis cuci air yaitu hydrophilic ointment USP.

d. Basis larut air. Basis ini dapat dihilangkan dari kulit karena sama sekali tidak mengandung fase minyak sehingga larut dalam air. Contoh basis larut air yaitu polyethylene glycol (PEG) ointment National Folmulary (NF).

(Mahalingam, Li, and Jasti, 2008) 2. Humektan

Humektan merupakan bahan yang digunakan untuk mencegah sediaan mengalami kekeringan setelah diaplikasikan pada kulit. Humektan juga digunakan dalam formulasi emulsi untuk mengurangi penguapan air (lembab), baik dari kemasan produk ketika sudah terbuka maupun dari permukaan kulit setelah diaplikasikan. Gliserol, polietilen gikol, dan propilen glikol merupakan contoh dari

humektan yang dapat digunakan dengan konsentrasi sekitar 5% untuk aplikasi eksternal (Billany, 2002).

3. Emulsifying agents

Emulsifying agents (emulgator) dibutuhkan dalam formulasi krim untuk menstabilkan sediaan krim agar fase minyak dan fase air tidak memisah. Pemilihan emulgator berdasarkan pada tipe emulsi sediaan, tujuan penggunaan, dan toksisitas. Terdapat empat kategori emulgator yang digunakan dalam formulasi krim, yaitu:

a. Anionik. Tipe emulgator ini menurunkan tegangan permukaan dengan menghasilkan ion bermuatan negatif. Penggunaannya terbatas hanya pada pemakaian eksternal karena tipe emulgator ini lebih toksik dibandingkan tipe emulgator lain. Emulgator anionik dapat digunakan untuk tipe emulsi M/A dan A/M. Contoh emulgator anionik yaitu sodium oleat, kalsium stearat, dan trietanolaminstearat.

b. Kationik. Tipe emulgator ini menurunkan tegangan permukaan dengan menghasilkan ion bermuatan positif, umumnya digunakan sebagai pengawet pada sediaan topikal. Emulgator kationik dapat digunakan untuk tipe emulsi M/A bila dikombinasikan emulgator non ionik dengan nilai HLB rendah. Contoh emulgator kationik yaitu cetrimide, yang merupakan campuran antara trimetilamonium bromida, dodesiltrimetilamonium bromida dan heksadesiltrimetilamonium bromida.

c. Non ionik. Tipe emulgator ini merupakan tipe yang paling banyak digunakan dalam sediaan emulsi, umumnya digunakan dua emulgator non ionik (hidrofil dan lipofil) untuk menstabilkan tegangan antar permukaan kedua fase. Contoh emulgator non ionik yaitu golongan span, golongan tween, dan setil alkohol. d. Amfoterik. Tipe emulgator ini memiliki ion bermuatan positif dan negatif (berperan sebagai kationik pada pH rendah dan sebagai anionik pada pH tinggi). Contoh emulgator amfoterik adalah lesitin yang berperan dalam pembuatan tipe emulsi M/A.

(Jones, 2008) 4. Viscosity modifiers

Viskositas emulsi dan sediaan krim dapat mempengaruhi stabilitas fisik sediaan dengan menurunkan kecepatan proses terjadinya creaming. Penggunaan polimer hidrofilik seperti metilselulosa, hidroksietilselulosa, asam poliakrilat, dan CMC-Na dapat meningkatkan viskositas pada fase air (Jones, 2008).

5. Pengawet

Pengawet bertujuan untuk mencegah kontaminasi pada sediaan krim terhadap bakteri dan jamur. Dasar pemilihan bahan pengawet adalah iritasi atau toksisitas yang ditimbulkan oleh senyawa terhadap jaringan di mana sediaan diaplikasikan (Premjeet, Ajay, Sunil, Bhawana, Sahil, Divashish, and Sudeep, 2012).

Selain itu, pengawet juga harus memiliki koefisien partisi minyak-air yang baik karena mikroba terdapat pada fase air dalam sediaan. Pengawet tidak boleh

mudah diinaktivasi oleh faktor eksternal seperti pH dan proses pembuatan sediaan. Faktor lainnya yang harus dipertimbangkan adalah pengemasan karena dapat mempengaruhi aktivitas bahan pengawet, kecepatan adsorpsi senyawa dalam formula, dan kelarutan bahan pengawet. Contoh pengawet yang banyak digunakan antara lain paraben (metil paraben, propil paraben), imidazolidinil urea, diazolidinil urea, benzalkonium klorida, dan formaldehida (Siquet and Devleeschouwer, 2001). 6. Antioksidan

Antioksidan merupakan bahan yang digunakan untuk meningkatkan stabilitas senyawa atau zat aktif terhadap oksidasi. Pada emulsi dan sediaan krim, dua komponen utama yang mudah mengalami oksidasi adalah zat aktif dan fase minyak. Untuk mencegah oksidasi pada fase minyak dapat digunakan antioksidan lipofilik seperti butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), dan propil galat. Untuk fase air pada emulsi atau sediaan krim, dapat digunakan antioksidan hidrofilik seperti natrium metabisulfit atau natrium sulfit (Jones, 2008).

Bahan-bahan yang digunakan dalam formulasi sediaan krim ekstrak kulit manggis antara lain:

1. Polietilen glikol

Gambar 3. Struktur polietilen glikol (Wallick, 20009)

Polietilen glikol (gambar 3) dengan berat molekul 200-600 berbentuk cairan sedangkan dengan berat molekul 1000 atau lebih berbentuk padatan. PEG 200-600

merupakan cairan jernih, tidak berwarna atau agak kekuningan. PEG >100 berbentuk padatan putih (Wallick, 2009).

2. Propilen glikol (C3H8O2)

Gambar 4. Struktur propilen glikol (Weller, 2009)

Propilen glikol (gambar 4) berbentuk cairan jernih, kental, tidak berwarna, dan tidak berbau. Mempunyai berat molekul 76,09 dengan titik didih sebesar 188oC dan titik lebur sebesar -59oC. Propilen glikol dapat bercampur dengan aseton, kloroform, etanol (95%), gliserin, dan air; larut dalam eter (1:6). Propilen glikol digunakan sebagai humektan, pelarut, dan pengawet. Konsentrasi propilen glikol yang digunakan sebagai humektan pada sediaan topikal adalah 15% (Weller, 2009).

3. Asam stearat (C18H36O2)

Gambar 5. Struktur asam stearat (Allen, 2009)

Asam stearat (gambar 5) berbentuk padatan berwarna putih atau putih kekuningan dan agak berbau. Asam stearat mempunyai berat molekul 284,47 dengan titik didih sebesar 383oC dan titik lebur sebesar 69-70oC. Asam stearat mudah larut dalam benzene, CCl4, kloroform, dan eter; larut dalam etanol (95%), heksan, dan propilen glikol; praktis tidak larut dalam air. Pada sediaan topikal, digunakan sebagai

emulsifying dan solubilizing agent, ketika secara parsial dinetralkan dengan basa atau trietanolamin, asam stearat digunakan sebagai basis krim. Rentang konsentrasi asam stearat yang digunakan pada sediaan salep dan krim adalah sebesar 1-20% (Allen, 2009).

4. Trietanolamin (C6H15NO3)

Gambar 6. Struktur trietanolamin (Goskonda, 2009)

Trietanolamin (gambar 6) berbentuk cairan jernih, tidak berbau, dan memiliki berat molekul 149,19 dengan titik didih sebesar 335oC dan titik lebur sebesar 20-21oC. Trietanolamin dapat bercampur dengan aseton; larut dalam benzene (1:24) dan etil eter (1:63); tidak dapat bercampur dengan CCl4, metanol, dan air. Ketika dicampur dengan asam lemak seperti asam stearat atau asam oleat, trietanolamin membentuk sabun anionik dengan pH sekitar 8 dan digunakan sebagai emulsifying agent (Goskonda, 2009).

5. Metil paraben (C8H8O3)

Gambar 7. Struktur metil paraben (Haley, 2009)

Metil paraben (gambar 7) berbentuk kristal tidak berwarna atau serbuk kristal putih dan tidak berbau. Memiliki berat molekul 152,15 dengan titik lebur sebesar

125-128oC. Metil paraben larut dalam etanol (1:3), eter (1:10), dan air (1:400). Metil paraben digunakan sebagai pengawet antimikroba pada kosmetik, produk makanan, dan formulasi sediaan. Pada sediaan topikal, rentang konsentrasi metil paraben yang digunakan adalah 0,02-0,3% (Haley, 2009).

6. Setil alkohol (C16H34O)

Gambar 8. Struktur setil alkohol (Unvala, 2009)

Setil alkohol (gambar 8) berbentuk kristal putih, mempunyai berat molekul 242,44 dengan titik didih sebesar 344oC dan titik lebur sebesar 49oC. Setil alkohol mudah larut dalam etanol (95%) dan eter; praktis tidak larut dalam air; dapat bercampur jika dilarutkan dengan lemak, parafin solid dan cair, dan isopropil miristat. Pada formulasi emulsi, lotion, krim, dan salep, setil alkohol digunakan sebagai emulsifying agent (rentang konsentrasi 2-5%) dan stiffening agent (rentang konsentrasi 2-10%) (Unvala, 2009).

7. Kalium hidroksida (KOH)

KOH berbentuk padatan berwarna putih dan tidak berbau, dan memiliki berat molekul sebesar 56,11 dengan titik lebur sebesar 360oC. KOH bersifat higroskopis dan apabila terpapar oleh udara akan menyerap karbon dioksida dan air yang akan membentuk kalium karbonat. KOH larut dalam etanol 95% (1:3), gliserin (1:2,5), air (1:0,9) serta air pada suhu 100oC (1:0,6). KOH digunakan untuk mengatur pH suatu

larutan serta dapat beraksi dengan asam lemah untuk membentuk garam (Kibbe, 2009).

Kontrol kualitas yang dilakukan pada sediaan krim, antara lain: 1. Organoleptis

Pengujian organoleptis bertujuan untuk mengamati adanya perubahan atau pemisahan emulsi, timbul bau, dan perubahan warna (Budiman, 2008).

2. pH

pH merupakan variabel penting yang bertujuan untuk mengukur keasaman suatu sediaan (Allen, Popovich, and Ansel, 2011). Permukaan kulit memiliki pH pada rentang 4,5-6,5, oleh karena itu pH sediaan yang akan dibuat sebaiknya berada pada rentang tersebut (Tranggono dan Latifah, 2007). Pada rentang pH tersebut, sediaan dapat mempertahankan barrier dan flora alami pada kulit, bahan aktif pada sediaan lebih stabil, dan dapat mengurangi penggunaan bahan pengawet (Wiechers, 2013). 3. Viskositas

Viskositas adalah pertahanan dari suatu cairan untuk mengalir pada suatu tekanan yang diberikan, semakin tinggi viskositas maka semakin besar tahanannya sehingga semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk membuat cairan tersebut dapat mengalir (Sinko, 2006).

Temperatur memiliki kaitan yang erat dengan viskositas. Umumnya viskositas suatu cairan menurun seiring dengan peningkatan temperatur. Viskositas yang ditetapkan dalam satuan poise atau centipoise merupakan hasil dari perhitungan

viskositas absolut, namun terkadang lebih mudah untuk menggunakan skala kinematik dalam satuan stoke dan centistoke (Allen et al., 2011).

4. Daya sebar

Daya sebar adalah kemampuan suatu sediaan untuk menyebar di tempat aplikasi dan merupakan salah satu karakteristik yang bertanggung jawab dalam efektivitas dan penerimaan konsumen dalam menggunakan sediaan semisolid. Penentuan daya sebar dilakukan dengan extensometer, yaitu dengan meletakkan sampel dengan volume tertentu di pusat antara dua lempeng gelas, di mana lempeng sebelah atas dalam waktu tertentu dibebani dengan meletakkan anak timbang di atasnya (Voigt, 1984).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Arvouet-Grand (1995), pengujian daya sebar (ϕ) sediaan krim tipe M/A dilakukan dengan meletakkan sampel sebanyak 1 g di antara dua kaca horizontal berukuran 20 x 20 cm lalu diberi beban seberat 125 g selama 1 menit. Istilah semistiff creams ditujukan pada sampel dengan ϕ 50 mm dan istilah semifluid creams ditujukan untuk sampel dengan ϕ 50-70 mm.

Faktor-faktor yang mempengaruhi daya sebar yaitu karakteristik formulasi (meliputi viskositas, elastisitas, dan rheologi), shear rate dan shear time, suhu, dan tempat aplikasi. Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas, kecepatan penguapan pelarut, dan kecepatan peningkatan viskositas (Garg, Aggarwal, Garg, and Singla, 2002).

5. Sifat alir

Sifat alir atau rheologi merupakan studi mengenai sifat alir dan deformasi suatu bahan. Sifat alir dapat digolongkan dalam dua sistem, yaitu sistem Newtonian dan non Newtonian. Bahan yang termasuk dalam sistem Newtonian memiliki viskositas yang tergantung pada suhu dan tekanan, sehingga mengakibatkan shear stress linear terhadap shear rate (Marriott, 2002).

Pada sistem Newtonian, gradien kecepatan (velocity gradient) atau shear rate (dv/dr), merupakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang suatu cairan yang dipisahkan oleh jarak (dr). Persamaannya sebagai berikut:

……...(1)

Viskositas (η) dapat digambarkan dalam persamaan:

...(2) di mana F = F’/A dan G = dv/dr (Allen et al., 2011).

Gambar 9. Kurva sistem Newtonian (Allen et al., 2011)

Pada kurva sistem Newtonian menjelaskan bahwa semakin tinggi viskositas suatu cairan, maka semakin besar shear stress yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu shear rate tertentu. Plot antara F vs G akan menghasilkan suatu rheogram.

Suatu cairan dengan sistem Newtonian akan menghasilkan kurva dengan garis lurus (Allen et al., 2011).

Bahan yang viskositasnya berubah ketika suatu tekanan diaplikasikan termasuk dalam sistem non Newtonian. Sistem non Newtonian adalah cairan yang tidak mengikuti hukum Newtonian. Sistem non Newtonian dibagi menjadi tiga, yaitu sistem plastis, sistem pseudoplastis, dan sistem dilatan (Allen et al., 2011).

Gambar 10. Kurva sistem plastis (Allen et al., 2011)

Pada kurva sistem plastis, suatu cairan dapat mengalir apabila yield value sudah terlampaui. Senyawa yang mengikuti sistem plastis disebut Bingham bodies (Allen et al., 2011).

Gambar 11. Kurva sistem pseudoplastis (Allen et al., 2011)

Pada kurva sistem pseudoplastis, suatu cairan mulai mengalir ketika shear stress sudah tercapai dan tidak memerlukan adanya yield value. Seiring dengan meningkatnya shear stress, shear rate juga akan meningkat. Disebut juga sistem shear-thinning (Allen et al., 2011).

Gambar 12. Kurva sistem dilatan (Allen et al., 2011)

Pada kurva sistem dilatan, viskositas cairan meningkat seiring dengan meningkatnya shear rate. Disebut juga sistem shear-thickening. Sistem ini umumnya memiliki jumlah padatan yang tinggi dalam formulasi (Allen et al., 2011).

Viskositas produk cair komersial seperti krim, losion, dispersi, dan emulsi tidak tergantung pada waktu dan umumnya seiring dengan menurunnya viskositas, shear rate atau shear stress akan meningkat sehingga umumnya krim akan memiliki tipe alir pseudoplastis (Marriott, 2002).

6. Tipe emulsi

Pengujian tipe emulsi dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: a. Metode warna. Terdapat dua bahan pewarna yang digunakan dalam metode ini yaitu metilen biru (bahan pewarna larut air) dan sudan III (bahan pewarna larut minyak). Jika sediaan berwarna seragam ketika metilen biru diteteskan, maka sediaan memiliki tipe emulsi M/A karena air merupakan fase luar. Jika sediaan berwarna seragam ketika sudan III diteteskan, maka sediaan memiliki tipe emulsi A/M karena sudan III hanya mampu mewarnai fase minyak.

b. Metode pengenceran. Prinsip metode ini adalah dengan mengencerkan fase luar dari sediaan. Jika sediaan ditambahkan air dan setelah pengadukan sediaan tetap

homogen, maka sediaan memiliki tipe emulsi M/A. Jika sediaan ditambahkan minyak, maka hal ini akan menyebabkan pecahnya emulsi. Pada tipe emulsi A/M akan diperoleh hasil yang sebaliknya.

c. Percobaan pencucian. Hanya sediaan dengan tipe emulsi M/A yang mudah dicuci dengan air.

d. Percobaan cincin. Jika sediaan uji diteteskan pada kertas saring maka sediaan dengan tipe emulsi M/A akan membentuk cincin air di sekeliling tetesan dalam waktu singkat.

(Voigt, 1984) Stabilitas merupakan kemampuan produk obat atau kosmetik untuk bertahan dalam batas spesifikasi yang diterapkan selama periode penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian produk (Harmita, 2006).

Sediaan krim dikatakan tidak stabil apabila fase internal cenderung membentuk agregat, terdapat agregat yang muncul di permukaan sediaan atau mengendap dan membentuk lapisan pada fase internal, atau terjadi pemisahan antara fase internal dan fase eksternal (Allen et al., 2011).

Terdapat empat tanda ketidakstabilan sediaan krim, antara lain: 1. Cracking

Cracking merupakan proses penggumpalan yang terjadi pada fase internal dan menyebabkan pemisahan emulsi menjadi dua lapisan. Proses ini bersifat ireversibel

dan dapat terjadi karena pemilihan emulgator yang kurang tepat, adanya eksipien yang tidak kompatibel, penyimpanan sediaan pada suhu yang tidak sesuai, dan adanya kontaminasi mikroba.

2. Flokulasi

Flokulasi merupakan penggabungan globul yang bergantung pada gaya tolak menolak elektrostatis (zeta potensial).

3. Creaming

Creaming merupakan proses pemisahan yang terjadi akibat adanya perbedaan densitas antara fase air dan fase minyak. Proses ini mengakibatkan adanya pembentukan lapisan pada bagian permukaan maupun pada dasar sediaan. Proses creaming dapat dihindari apabila rata-rata ukuran partikel fase dispersi diperkecil dan viskositas sediaan ditingkatkan.

4. Inversi

Inversi merupakan perubahan fase dari tipe emulsi A/M menjadi M/A dan sebaliknya.

(Jones, 2008) Untuk mengetahui stabilitas suatu sediaan dapat dilakukan uji stabilitas dipercepat. Pengujian ini dilakukan dengan dua cara, yaitu temperature cycling dan sentrifugasi. Tujuan pengujian temperature cycling adalah sebagai simulasi adanya perubahan suhu setiap hari maupun setiap tahun. Pengujian ini dilakukan dengan membandingkan stabilitas fisik sediaan yang disimpan pada suhu ekstrim dan suhu

normal. Penyimpanan sediaan dilakukan pada suhu 40oC selama beberapa jam, setelah itu dilakukan pembekuan hingga muncul tanda-tanda ketidakstabilan. Metode ini dapat digunakan untuk melihat ukuran partikel yang terbentuk dalam sediaan (Billany, 2002). Pengujian lain yang dapat digunakan untuk melihat stabilitas sediaan adalah sentrifugasi. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui terjadinya pemisahan fase dari emulsi. Sampel disentrifugasi pada kecepatan 3750 rpm selama 5 jam. Hal ini dilakukan karena perlakuan tersebut setara dengan besarnya pengaruh gaya gravitasi terhadap penyimpanan sediaan selama setahun (Budiman, 2008).

D. Desain Faktorial

Desain faktorial merupakan aplikasi dari sistem regresi yang membandingkan antara variabel respon dengan variabel bebas (Kurniawan dan Sulaiman, 2009).

Jumlah percobaan untuk penelitian dengan metode desain faktorial yaitu jumlah level yang digunakan dalam penelitian dipangkatkan dengan jumlah faktor dalam penelitian. Apabila dalam percobaan menggunakan dua faktor dan dua level maka jumlah percobaan adalah 22 (4 percobaan). Rancangan percobaan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level seperti pada tabel II.

Tabel II. Rancangan percobaan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level (Bolton, 1997)

Formula Faktor A Faktor B

1 - -

a + -

b - +

ab + +

Keterangan: - : level rendah + : level tinggi

Formula 1: Formula dengan faktor A pada level rendah dan faktor B pada level rendah

Formula a: Formula dengan faktor A pada level tinggi dan faktor B pada level rendah

Formula b: Formula dengan faktor A pada level rendah dan faktor B pada level tinggi

Formula ab: Formula dengan faktor A pada level tinggi dan faktor B pada level tinggi

Maka berlaku rumus:

y = b0 + b1 (XA) + b2 (XB) + b12 (XA) (XB) …...…..(3) Keterangan:

y : respon hasil atau sifat yang diamati (XA)(XB) : level faktor A dan faktor B

b0, b1, b2, b12 : koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan

Dari rumus dan data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu respon yang digunakan untuk memilih komposisi campuran yang optimum. Dengan mencari selisih rata-rata antara respon pada level tinggi dan rata-rata respon pada level rendah dapat diperoleh besarnya efek yang dicari (Bolton, 1997).

E. Landasan Teori

Basis dan humektan merupakan komponen yang memiliki peran penting dalam menentukan sifat fisik sediaan krim yang dihasilkan. Basis merupakan bahan yang berperan sebagai pembawa zat aktif. Basis yang digunakan harus bersifat inert, yaitu tidak merusak maupun mengurangi efek terapi dari zat aktif yang dibawa (Naibaho, Yamlean, dan Wiyono, 2013). Humektan merupakan bahan yang berperan dalam menjaga kelembaban dan kandungan air dalam sediaan. Kombinasi dari kedua komponen ini akan menghasilkan sediaan krim dengan viskositas dan daya sebar

yang berbeda. Semakin tinggi viskositas maka kecepatan pemisahan akan semakin berkurang sehingga stabilitas suatu sediaan akan meningkat.

Optimasi terhadap penggunaan PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan perlu dilakukan untuk mendapatkan sediaan krim dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik. PEG 4000 berbentuk solid serta dapat melebur pada suhu 50-58oC dan membeku pada 53-59oC (Wallick, 2009). Oleh karena sifatnya ini setelah PEG 4000 dipanaskan akan menyebabkan pemadatan lagi dengan cepat sehingga komposisi PEG 4000 akan berpengaruh pada viskositas. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Salviana (2014), PEG 4000 memiliki rentang penggunaan 2-6 g dan memberikan stabilitas fisik yang baik. Propilen glikol berbentuk cair dan memiliki viskositas 58,1 cP dengan komposisi penggunaan 15% (Weller, 2009). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Veronica (2013) diketahui bahwa propilen glikol yang berperan sebagai humektan dapat menarik air (lembab) menyebabkan penurunan viskositas sehingga komposisi propilen glikol akan berpengaruh pada daya sebar dan memberikan stabilitas fisik yang baik.

Stabilitas suatu sediaan dapat diketahui dengan melakukan uji stabilitas, salah satunya dengan uji stabilitas dipercepat. Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi yang diinginkan dalam waktu yang singkat dengan cara menyimpan sampel pada kondisi yang dirancang untuk mempercepat terjadinya perubahan yang biasa terjadi pada kondisi normal. Jika dari pengujian stabilitas dipercepat diperoleh hasil

yang stabil, maka sediaan tersebut stabil pada penyimpanan suhu kamar selama setahun (Budiman, 2008).

Salah satu tanaman yang memiliki aktivitas antioksidan adalah manggis (Garcinia mangostana L.). Di dalam tanaman manggis terdapat suatu metabolit sekunder yaitu xanton (Pedrazza-Chaverri et al., 2008). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Li and Xu (2015), ekstrak etanol kulit manggis memiliki nilai IC50 sebesar 75,9 ppm dan bagian dari tanaman manggis yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi adalah kulit manggis (Palakawong et al., 2010).

F. Hipotesis

1. PEG 4000 dan propilen glikol berpengaruh terhadap sifat fisik sediaan krim ekstrak kulit manggis. PEG 4000 dapat meningkatkan viskositas dan menurunkan daya sebar sedangkan propilen glikol memberikan hasil yang sebaliknya.

2. Dapat diperoleh komposisi pada daerah optimum sehingga menghasilkan sediaan krim ekstrak kulit manggis dengan sifat fisik yang baik.

3. Sediaan krim ekstrak kulit manggis memiliki stabilitas fisik yang baik setelah dilakukan uji sentrifugasi dan freeze thaw cycling.

4. Ekstrak kulit manggis dan sediaan krim ekstrak kulit manggis memiliki aktivitas antioksidan yang kuat.

34

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental murni menggunakan metode desain faktorial untuk mengetahui konsentrasi optimum PEG 4000 dan propilen glikol.

B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian

a. Variabel bebas. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi PEG 4000 sebagai basis dan propilen glikol sebagai humektan.

b. Variabel tergantung. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik krim (organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan sifat alir) dan stabilitas fisik krim (perubahan organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar).

c. Variabel pengacau terkendali. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah kondisi penyimpanan, kecepatan dan lama pengadukan, kondisi alat dan bahan yang digunakan, dan lama penyimpanan selama uji stabilitas.

d. Variabel pengacau tidak terkendali. Variabel pengacau tidak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu dan kelembaban ruangan.

2. Definisi operasional

a. Ekstrak kulit manggis adalah ekstrak hasil proses maserasi kulit buah manggis dalam pelarut etanol 96%.

b. Krim adalah sediaan semisolid yang ditujukan untuk penggunaan topikal yang mengandung satu atau lebih bahan obat yang terdispersi dalam basis yang sesuai. c. Antioksidan adalah suatu senyawa yang dapat menormalkan kembali radikal bebas.

d. Basis adalah bahan dasar krim yang berfungsi sebagai pembawa zat aktif dalam sediaan. Basis yang digunakan dalam penelitian ini adalah PEG 4000 dengan konsentrasi 4 g sebagai level rendah dan 5 g sebagai level tinggi.

e. Humektan adalah bahan yang memiliki sifat mengikat air dari udara yang lembab serta dapat mempertahankan air yang ada dalam sediaan. Humektan yang digunakan dalam penelitian ini adalah propilen glikol dengan konsentrasi 2 g sebagai level rendah dan 6 g sebagai level tinggi.

f. Viskositas adalah tingkat kekentalan krim ekstrak kulit manggis yang diukur dengan viscometer dan dinyatakan dalam satuan dPa.s.

g. Daya sebar adalah kemampuan penyebaran krim ekstrak kulit manggis yang diukur menggunakan kaca bulat berskala dengan melihat panjang rata-rata diameter setelah diberi beban.

h. Sifat fisik adalah parameter yang dimiliki oleh suatu sediaan dan memiliki pengaruh terhadap kualitas sediaan.

i. Stabilitas fisik adalah parameter yang digunakan untuk melihat kestabilan suatu sediaan.

j. Desain faktorial adalah metode optimasi untuk mengetahui faktor yang dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas krim.

k. Formula optimum adalah formula krim ekstrak kulit manggis yang memenuhi sifat fisik yang diingingkan, meliputi viskositas pada rentang 250-380 dPa.s dan daya sebar pada rentang 12,57-19,63 cm2.

C. Bahan Penelitian

Bahan yang dipakai adalah ekstrak kulit manggis (PT. Borobudur Industri Jamu Semarang), akuades, etanol 96% (teknis), DPPH (Aldrich), setil alkohol (farmasetis), asam stearat (farmasetis), propilen glikol (farmasetis), PEG 4000 (farmasetis), KOH (farmasetis), metil paraben (farmasetis), trietanolamin (farmasetis).

D. Alat Penelitian

Alat yang digunakan adalah alat-alat gelas (Pyrex-Germany), viscometer seri VT 04 (Rion-Japan), spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu-Japan), waterbath, sentrifuge, tabung sentrifugasi, oven, Rheosys Merlin VR, indikator pH universal, cawan porselen, kertas saring, lemari pendingin, alat ukur daya sebar, timbangan analitik (Mettler Toledo GB 302), mortir, dan stamper.

E. Tata Cara Penelitian

1. Identifikasi ekstrak kering kulit manggis (Garcinia mangostana L.)

Ekstrak kering kulit manggis diidentifikasi dengan membandingkan hasil pengamatan terhadap Certificate of Analysis (CoA).

2. Pembuatan ekstrak kental kulit manggis (Garcinia mangostana L.)

Sebanyak 10,0 g ekstrak kering kulit manggis ditambah dengan etanol 96% 40-60 mL (hingga terendam), diaduk, disaring menggunakan corong dan kertas saring hingga diperoleh filtrat. Ampas hasil penyaringan diekstraksi kembali sebanyak 3 kali. Filtrat kemudian digabungkan dan dipekatkan di atas waterbath pada suhu 60oC hingga diperoleh bobot tetap.

3. Uji aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) a. Penyiapan ekstrak uji. Sebanyak 100,0 mg ekstrak kulit manggis dilarutkan dengan etanol 96% ke dalam labu ukur 100,0 mL untuk membuat larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm. Selanjutnya diambil sebanyak 0,3; 0,4; 0,5; 0,75 dan 1,5 mL dari 100,0 mL larutan induk yang kemudian dilarutkan dengan etanol 96% ke dalam labu ukur 25,0 mL untuk membuat larutan uji dengan konsentrasi 12; 16; 20; 30 dan 60 ppm.

b. Pembuatan larutan DPPH. DPPH sebanyak 4,0 mg ditimbang dan dilarutkan dengan etanol 96% ke dalam labu ukur 100,0 mL untuk membuat larutan DPPH dengan konsentrasi 40 ppm. Larutan dijaga agar terlindung dari cahaya dengan menutupi labu ukur menggunakan alumunium foil.

c. Penentuan panjang gelombang maksimum larutan DPPH. Larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL ditambah dengan etanol 96% sebanyak 2 mL, diamati absorbansinya pada panjang gelombang 400-800 nm. Blanko yang digunakan adalah etanol 96% sebanyak 6 mL. Panjang gelombang dengan absorbansi tertinggi yang diperoleh merupakan panjang gelombang maksimum.

d. Penetapan operating time. Larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL ditambah dengan ekstrak uji dengan konsentrasi 20 ppm sebanyak 2 mL. Absorbansi diamati pada panjang gelombang maksimum yang telah didapatkan dengan interval waktu yang berbeda (5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit). Blanko yang digunakan adalah larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL dan etanol 96% sebanyak 2 mL.

e. Pengukuran aktivitas peredaman radikal bebas DPPH secara spektrofotometri UV-Vis. Larutan uji sebanyak 2 mL ditambah dengan larutan DPPH sebanyak 4 mL, didiamkan selama operating time dan diamati absorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Blanko yang digunakan adalah larutan DPPH sebanyak 4 mL ditambah dengan etanol 96% sebanyak 2 mL. Selanjutnya dilakukan perhitungan IC50 dari persamaan regresi yang telah didapatkan dari kurva absorbansi vs persen inhibisi.

4. Formula sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)

Formula yang digunakan dalam pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis mengacu pada Vanishing Creams dalam Practical Cosmetic Science Cream Preparation (Young, 1972).

Tabel III. Formula acuan sediaan krim Formula acuan

A. Stearic acid 20,0 Cetyl alcohol 0,50 Triethanolamine 1,20

B. Sodium hydroxide one microspatulla-full Glycerine 8,0

Distilled water 69,94

Preservative (Nipagin M) one microspatulla-full C. Perfume three or four drops

Tabel IV. Formula sediaan krim ekstrak kulit manggis Formula

Komponen 1 a b ab

Ekstrak kulit manggis

(g) 0,015 0,015 0,015 0,015

PEG 4000 (g) 4 4 5 5

Propilen glikol (g) 2 6 2 6

Metil paraben (g) 0,2 0,2 0,2 0,2

Asam stearat (g) 16 16 16 16

Setil alkohol (g) 2 2 2 2

Trietanolamin (g) 0,9 0,9 0,9 0,9

KOH (g) 0,18 0,18 0,18 0,18

Akuades (g) 60 60 60 60

Total 85,295 g 89,295 g 86,295 g 90,295 g 5. Pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)

Metil paraben dilarutkan terlebih dahulu dengan propilen glikol. Bagian A (propilen glikol, KOH dan PEG 4000) dan bagian B (asam stearat, trietanolamin, dan setil alkohol) dipanaskan secara terpisah di atas waterbath pada suhu 70oC. Bagian A dituang ke mortir hangat. Bagian B ditambahkan ke mortir, aduk hingga homogen. Akuades ditambahkan sedikit demi sedikit, diaduk selama 15 menit. Setelah dingin, ekstrak kulit manggis dimasukkan dan diaduk hingga homogen.

6. Uji sifat fisika kimia sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.)

a. Uji organoleptis dan pH. Untuk uji organoleptis, dilakukan dengan mengamati bentuk, warna, bau dan homogenitas sediaan krim yang dihasilkan. Untuk uji pH, dilakukan dengan mengukur pH sediaan krim menggunakan indikator pH universal, nilai pH dilihat dengan membandingkan warna yang dihasilkan dengan warna pada standar.

b. Uji viskositas. Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan alat Viscometer Rion seri VT 04. Pengukuran viskositas dilakukan dengan memasukkan sediaan krim ke dalam wadah dan dipasang pada viscometer. Sediaan krim dituang ke dalam wadah viscometer, kemudian rotor nomor 2 dipasang pada alat dan didiamkan terlebih dahulu selama 5 menit. Pendiaman ini dilakukan untuk menyamakan perlakuan dan untuk memastikan jarum penunjuk pada alat menunjukkan angka yang pasti dan tidak naik turun. Nilai viskositas ditunjukkan oleh jarum penunjuk saat viscometer dinyalakan.

c. Uji daya sebar. Sebanyak 1 g sediaan krim yang dihasilkan ditimbang dan diletakkan di atas kaca bulat berskala. Kaca bulat lain sebagai penutup diletakkan di atas sediaan krim. Kemudian ditambah dengan beban hingga bobotnya 125 g dan dibiarkan selama 1 menit. Ukur diameter sediaan krim yang menyebar dengan mengambil panjang rata-rata diameter dari berbagai sisi sehingga

didapatkan luas sebaran dengan memasukkan diameter rata-rata ke dalam rumus

π.r2 .

d. Uji sifat alir. Pengukuran sifat alir dilakukan dengan menggunakan Rheosys Merlin VR. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan sistem pengukuran cone and plate 5/30 mm pada temperatur 25oC dengan kecepatan awal 1 rpm dan kecepatan akhir 100 rpm. Terdapat 10 tahap dalam peningkatan kecepatan antara lain 1, 12, 23, 34, 45, 56, 67, 78, 89, dan 100 rpm. Sampel krim diletakkan di tengah plate, kemudian cone diatur hingga berada di atas plate dan mengenai sampel. Sistem cone and plate diputar dengan kecepatan 1 hingga 100 rpm. Ketika pengujian telah selesai dilakukan akan didapatkan rheogram yang menunjukkan sifat alir sampel tersebut.

7. Uji stabilitas sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) a. Uji sentrifugasi. Masing-masing formulasi sediaan krim diuji sentrifugasi dengan sentrifuge pada kecepatan 3750 rpm selama 5 jam untuk mengetahui adanya pemisahan pada sediaan krim.

b. Uji freeze thaw cycling. Siklus pemisahan fase dilakukan pada dua kondisi yang berbeda yaitu pada 4oC selama 24 jam, lalu dipindahkan ke dalam oven dengan suhu 45oC selama 24 jam (1 siklus). Perlakuan ini dilakukan selama 6 siklus dan diamati perubahan organoleptis, ada tidaknya pemisahan fase atau pecahnya emulsi serta perubahan warna yang terjadi pada setiap siklus. Evaluasi hasil

dilakukan pada akhir tiap siklus terhadap sediaan, yang meliputi pemeriksaan organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar.

8. Uji aktivitas antioksidan sediaan krim ekstrak kulit manggis (Garcinia mangostana L.) dengan metode DPPH

a. Penyiapan larutan uji. Sebanyak 50,0 mg sediaan dilarutkan dengan etanol 96% ke dalam labu ukur 50,0 mL, disaring, dan digojog hingga homogen untuk membuat larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm. Dari 50,0 mL larutan induk tersebut dibuat sembilan seri larutan uji dengan mengambil sebanyak 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 2,5; 5; 7,5; dan 10 mL yang kemudian dilarutkan dengan etanol 96% ke dalam labu ukur 10,0 mL dengan konsentrasi 10; 25; 50; 75; 100; 250; 500; 750; dan 1000 ppm.

b. Pembuatan larutan DPPH. DPPH sebanyak 2,0 mg dilarutkan dalam etanol 96% ke dalam labu ukur 100,0 mL untuk membuat larutan DPPH dengan konsentrasi 20 ppm. Larutan dijaga agar terhindar dari cahaya dengan menutupi labu ukur menggunakan alumunium foil.

c. Pengukuran aktivitas peredaman radikal bebas DPPH secara spektrofotometri UV-Vis. Larutan uji sebanyak 2 mL ditambah larutan DPPH sebanyak 4 mL, didiamkan selama operating time dan diamati absorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Blanko yang digunakan adalah larutan DPPH sebanyak 4 mL ditambah etanol 96% sebanyak 2 mL. Selanjutnya dilakukan perhitungan IC50

dari persamaan regresi yang telah didapatkan dari kurva absorbansi vs persen inhibisi.

F. Analisis Hasil

Data yang terkumpul dari uji sifat fisik meliputi daya sebar dan viskositas dianalisis menggunakan Design Expert 10.0.2 dengan taraf kepercayaan 95% untuk mendapatkan komposisi optimum kedua faktor, faktor yang dominan terhadap respon, dan interaksi kedua faktor.

Data uji stabilitas fisik meliputi viskositas dan daya sebar setelah pengujian freeze thaw cycling dianalisis menggunakan software RStudio untuk diuji normalitas data menggunakan Shapiro wilk. Apabila persebaran data normal, dilanjutkan dengan

levene’s test untuk melihat homogenitas data dan dilanjutkan dengan uji ANOVA

untuk melihat signifikansi data. Apabila persebaran data tidak normal, maka dilanjutkan dengan Kruskal wallis.

44

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Identifikasi Ekstrak Kering Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.)

Pada penelitian ini ekstrak kering kulit manggis perlu diidentifikasi terlebih dahulu untuk melihat kesesuaian karakteristik antara ekstrak kering kulit manggis yang digunakan dengan karakteristik yang terlampir pada CoA (lampiran 1). Ekstrak kering kulit manggis yang digunakan dalam pembuatan sediaan krim ekstrak kulit manggis diperoleh dari PT. Borobudur Industri Jamu Semarang (gambar 13).

Gambar 13. Ekstrak kering kulit manggis

Tabel V. Hasil identifikasi ekstrak kering kulit manggis

Karakteristik Hasil CoA

Bentuk Granul Granul

Warna Coklat terang Coklat terang Bau Aromatik (khas) Aromatik (khas)

Dari hasil identifikasi pada tabel V diketahui bahwa ekstrak kering kulit manggis ini sudah terbukti kebenaran identitasnya, hal ini dapat dilihat dari kesesuaian antara ekstrak kering kulit manggis dengan CoA yang dilampirkan.

3. Formula b

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,297

0,235 20,875

25 0,234 21,212

50 0,233 21,549

75 0,232 21,886

100 0,229 22,896

250 0,226 23,906

500 0,223 24,916

750 0,215 27,609

1000 0,212 28,620

Replikasi II

10

0,294

0,236 19,728

25 0,233 20,748

50 0,229 22,109

75 0,227 22,789

100 0,226 23,129

250 0,224 23,810

500 0,222 24,490

750 0,214 27,211

1000 0,210 28,571

Replikasi III

10

0,292

0,232 20,548

25 0,230 21,233

50 0,227 22,260

75 0,224 23,288

100 0,222 23,973

250 0,218 25,342

500 0,214 26,712

750 0,211 27,740

1000 0,205 27,795

4. Formula ab

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,285

0,216 24,211

25 0,214 24,912

50 0,213 25,263

75 0,211 25,965

100 0,209 26,667

250 0,208 27,018

500 0,207 27,368

1000 0,205 28,070

Replikasi II

10

0,281

0,214 23,843

25 0,209 25,623

50 0,208 25,979

75 0,207 26,335

100 0,205 27,046

250 0,204 27,402

500 0,204 27,402

750 0,201 28,470

1000 0,198 29,537

Replikasi III

10

0,275

0,210 23,636

25 0,207 24,727

50 0,205 25,455

75 0,202 26,545

100 0,200 27,273

250 0,199 27,636

500 0,197 28,364

750 0,195 29,091

1000 0,194 29,455

B. Hasil pengujian aktivitas antioksidan sediaan krim tanpa ekstrak (basis) 1. Formula 1

Konsentrasi (ppm) Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,274

0,199 27,372

25 0,199 27,372

50 0,197 28,102

75 0,195 28,832

100 0,195 28,832

250 0,192 29,927

500 0,191 30,292

750 0,190 30,657

1000 0,190 30,657

Replikasi II

10

0,255

0,183 28,235

25 0,181 29,020

50 0,180 29,412

75 0,178 30,196

100 0,178 30,196

250 0,175 31,373

500 0,174 31,765

750 0,173 32,157

Replikasi III

10

0,249

0,175 29,719

25 0,174 30,120

50 0,172 30,924

75 0,171 31,325

100 0,170 31,727

250 0,169 32,129

500 0,168 32,530

750 0,167 32,932

1000 0,167 32,932

2. Formula a

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,248

0,171 31,048

25 0,170 31,452

50 0,169 31,855

75 0,168 32,258

100 0,168 32,258

250 0,167 32,661

500 0,166 33,065

750 0,165 33,468

1000 0,164 33,871

Replikasi II

10

0,242

0,168 30,579

25 0,166 31,405

50 0,165 31,818

75 0,163 32,645

100 0,163 32,645

250 0,162 33,058

500 0,161 33,471

750 0,159 34,298

1000 0,158 34,711

Replikasi III

10

0,237

0,162 31,646

25 0,162 31,646

50 0,160 32,489

75 0,159 32,911

100 0,159 32,911

250 0,158 33,333

500 0,157 33,755

750 0,156 34,177

3. Formula b

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,320

0,241 24,688

25 0,238 25,625

50 0,238 25,625

75 0,235 26,563

100 0,234 26,875

250 0,233 27,188

500 0,230 28,125

750 0,229 28,438

1000 0,229 28,438

Replikasi II

10

0,297

0,217 26,936

25 0,215 27,609

50 0,215 27,609

75 0,214 27,946

100 0,212 28,620

250 0,210 29,293

500 0,208 29,966

750 0,207 30,303

1000 0,207 30,303

Replikasi III

10

0,292

0,214 26,712

25 0,213 27,055

50 0,211 27,740

75 0,210 28,082

100 0,209 28,425

250 0,207 29,110

500 0,205 29,795

750 0,205 29,795

1000 0,204 30,137

4. Formula ab

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Pembanding

Absorbansi Sediaan

Inhibisi (%)

Replikasi I

10

0,309

0,235 23,948

25 0,234 24,272

50 0,233 24,595

75 0,232 24,919

100 0,231 25,243

250 0,229 25,890

500 0,228 26,214

1000 0,226 26,861

Replikasi II

10

0,298

0,223 25,168

25 0,222 25,503

50 0,222 25,503

75 0,221 25,839

100 0,220 26,174

250 0,218 26,846

500 0,217 27,181

750 0,216 27,517

1000 0,215 27,852

Replikasi III

10

0,288

0,212 26,389

25 0,211 26,736

50 0,211 26,736

75 0,210 27,083

100 0,210 27,083

250 0,209 27,431

500 0,208 27,778

750 0,206 28,472

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi berjudul “Optimasi PEG 4000 sebagai Basis dan Propilen Glikol sebagai Humektan pada Sediaan Krim Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia

mangostana L.) serta Uji Aktivitas Antioksidan“

memiliki nama lengkap Clarisa Dian. Penulis lahir di Bogor pada tanggal 4 Mei 1994 dan merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Jun Adi Saputra dan Rachel Sri Sulistyani. Penulis memulai pendidikan di TKK Kalam Kudus (1998-2000), SDK Kalam Kudus (2000-2006), SMPK Kalam Kudus (2006-2009), dan SMAK Kalam Kudus (2009-2012). Pada tahun 2012 penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang perguruan tinggi di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Selama menempuh pendidikan S1 penulis aktif dalam berbagai kegiatan seperti KPU Gubernur BEMF dan Ketua DPMF Farmasi sebagai sekretaris (2012), Student Exchange Programme Committee sebagai divisi Acara (2013), Donor Darah JMKI “Blood for Others Life” sebagai sekretaris (2013), serta Desa Mitra II, III, dan IV sebagai koordinator divisi Acara (2014).