Optimasi formula gel sunscreen ekstrak etanol rimpang kunir putih [Curcuma mangga Val.] : tinjauan terhadap sorbitol dan propilen glikol - USD Repository
OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN EKSTRAK ETANOL RIMPANG KUNIR PUTIH (Curcuma mangga Val.): TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN PROPILEN GLIKOL
SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh: Robertus Eka Kurniawan
NIM : 048114149 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2008
OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN EKSTRAK ETANOL
RIMPANG KUNIR PUTIH (Curcuma mangga Val.): TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN PROPILEN GLIKOL
SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh: Robertus Eka Kurniawan
NIM : 048114149 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2008 Skripsi
OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN EKSTRAK ETANOL RIMPANG KUNIR PUTIH (Curcuma mangga Val.): TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN PROPILEN GLIKOL
Yang diajukan oleh: Robertus Eka Kurniawan
NIM : 048114149 telah disetujui oleh Tanggal 11 Februari 2008
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan berkat-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
Optimasi Formulasi Sediaan Sunscreen Ekstrak Etanol Rimpang Kunir
Putih (Curcuma mangga Val.) : Tinjauan Terhadap Sorbitol dan Propilen
Glikol. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm.).Penulisan skripsi ini tidak pernah lepas dari bantuan, dorongan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Rita Suhadi, M.Si., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing, mengarahkan, dan membantu penulis sehingga skripsi ini akhirnya bisa terselesaikan.
3. Agatha Budi Susiana, M.Si., Apt. selaku dosen penguji atas waktu, bantuan, masukan, dan saran yang telah diberikan.
4. CM. Ratna Rini Nastiti, S.Si., Apt. selaku dosen penguji atas waktu, bantuan, masukan, dan saran yang telah diberikan..
5. Ign. Y. Kristio Budiasmoro, M.Si., Christine Patramurti, M.Si., Apt. yang telah banyak membantu dan memberikan referensi.
6. Rini Dwiastuti, S.Farm., Apt. atas semangat dan dukungan yang telah diberikan selama proses pembuatan skripsi.
7. Romo Drs. P. Sunu Hardiyanta, S.Si,. S.J atas semangat dan dukungannya dalam doa yang diberikan selama proses pembuatan skripsi.
8. Curcuma mangga Val. team, Retri dan Wiwid, atas doa, perhatian, dorongan, semangat, kepercayaan, dan kebersamaan selama menyelesaikan skripsi.
9. Teman-teman UKF dolan-dolan yang selalu mengingatkan saya untuk bertobat dan atas pertemanan kita.
10. Teman-teman KKN yang memberi semangat dalam menyelesaikan skripsi.
11. Teman-teman kos yang selalu mendukung dalam doa.
12. Pak Musrifin, Mas Wagiran, Mas Heru, Mas Andri, Mas Agung, Mas Iswandi, dan Mas Otto atas bantuan dan kerjasamanya.
13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, sumbangan pemikiran, saran, dan kritik sangat diharapkan. Akhir kata penulis mohon maaf atas segala kekurangan dan mudah- mudahan skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Penulis
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, Februari 2008 Penulis
Robertus Eka Kurniawan
Intisari
Penelitian tentang optimasi formula gel sunscreen ekstrak etanol rimpang kunir putih (Curcuma mangga Val.) dengan sorbitol dan propilen glikol sebagai
humectant telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh
profil campuran humectant yang optimum.Penelitian ini termasuk dalam rancangan eksperimental murni. Tiap formula diuji untuk mengetahui respon daya sebar, viskositas dan pergeseran viskositas. Uji efektivitas ekstrak rimpang kunir putih terhadap radiasi sinar ultraviolet (UV) dilakukan dengan uji SPF (Sun Protection Factor) secara in vitro menurut metode Petro (1981). Analisis hasil menggunakan perhitungan simplex lattice
design , serta menggunakan analisis uji-F dengan taraf kepercayaan 95%.
Optimasi formula menghasilkan gel dengan daya sebar 3cm-5cm, viskositas antara 350 – 440 dPa.s, dan pergeseran viskositas kurang dari 10%.Kemudian dibuat contour plot superimposed untuk mengetahui profil campuran humectant optimum serta prediksi formula optimum gel sunscreen pada komposisihumectant yang diteliti.
Hasil analisis data menunjukkan bahwa kadar kurkuminoid ekstrak etanol rimpang kunir putih yang diperoleh berdasarkan nilai SPF in vitro 15,18 adalah 0,688 mg%. Berdasarkan contour plot superimposed yang meliputi daya sebar dan stabilitas (% pergeseran viskositas), komposisi propilen glikol:sorbitol dalam setiap perbandingan menunjukkan respon yang optimum.
Kata kunci: ekstrak rimpang kunir putih, sunscreen, sorbitol, propilen glikol,
simplex lattice design
Abstract
The research of optimization of sunscreen gel formula from Curcuma
mangga Val. rhizome extract, which combined with sorbitol and propylene glycol
as humectants, had been carried out. This study aimed to obtain the optimum mixture profile of humectant.
This research was a pure experimental design. Each of formula was evaluated to find out the response of spreadability, viscosity, and viscosity shift. The efectivity evaluation of the curcuma mangga Val. extract the ultraviolet radiance (UV) was done with an in vitro SPF (Sun Protection Factor) test based on Petro (1981) method. The formula were optimized using simplex lattice design and analysed stastically using F test analysis with 95% confident interval. The citeria of the optimum formula were spreadability 3cm-5cm, viscosity between 350-440 dPa.s, and viscosity shift less than 10%.The contour plot superimposed was then used to find out the mixture profile of optimum humectant composition that was tested.
The result showed that curcuminoid concentration of curcuma rhizome ethanolic extract which provided SPF of 15,18 was 0,688 mg%. Based on the superimposed contour plot covering spreadabilty and stability of gel, the composition of sorbitol:propilen glikol on every level showed optimum responses. Key words : (Curcuma mangga Val.) rhizome extract, sunscreen, sorbitol, propylene glycol, simplex lattice design.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i HALAMAN JUDUL ................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v KATA PENGANTAR ................................................................................. vi PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................... viii
INTISARI .................................................................................................... ix
ABSTRACT .................................................................................................. x
DAFTAR ISI ............................................................................................... xi DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1 A. Latar Belakang ....................................................................................
1 B. Perumusan Masalah ............................................................................ 4 C. Keaslian Penelitian ..............................................................................
4 D. Manfaat Penelitian ..............................................................................
5 E. Tujuan Penelitian ................................................................................
5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
7 A. Kunir Putih ........................................................................................... 7
B. Kurkuminoid ........................................................................................ 8
C. Ekstrak ................................................................................................. 9
D. Gel ....................................................................................................... 10 E. Humectant ...........................................................................................
11 F. Sinar UV .............................................................................................
13 G. Sunscreen ...........................................................................................
14 H. Spektrofotometri UV-Vis ....................................................................
14 I. Simplex lattice design ..........................................................................
15 J. Keterangan Empiris.............................................................................. 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 18 A. Jenis Rancangan Penelitian .................................................................
18 B. Variabel dalam Penelitian ...................................................................
18 C. Definisi Operasional ............................................................................
19 D. Bahan dan Alat ....................................................................................
20 E. Tata Cara Penelitian ............................................................................
20
1. Determinasi Tanaman .................................................................. 20
2 Pengumpulan dan Penyiapan Simplisia Rimpang Kunir Putih..... 20
2. Pembuatan Serbuk Rimpang Kunir Putih .................................... 21
3. Pembuatan Ekstrak Rimpang Kunir Putih ................................... 21
4. Pengukuran Nilai SPF secara in vitro dengan Metode Petro........ 21 5. Pembuatan Kurva Baku................................................................
22 6. Optimasi Pembuatan Gel .............................................................
24 F. Analisis Data dan Optimasi .................................................................
25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................
27 A. Pembuatan Ekstrak Etanol Rimpang Kunir Putih (C. mangga Val.) ... 27
B. Pengukuran nilai SPF metode Petro...................................................... 30
C. Penentuan Kadar Kurkuminoid dalam Ekstrak Etanol Rimpang Kunir Putih....................................................................................................... 32 D. Formulasi, Sifat Fisik, dan Stabilitas Gel ............................................
35 E. Optimasi Formula................................................................................. 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 50 A. Kesimpulan ......................................................................................... 50 B. Saran .................................................................................................... 50 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
51 LAMPIRAN ................................................................................................
55 BIOGRAFI PENULIS ................................................................................. 82
DAFTAR TABEL
Tabel I. Formula Gel Sunscreen ekstrak Curcuma mangga berbasis Carbopol
®
940…………………………………………………. 24 Tabel II. Penentuan nilai SPF secara in vitro dengan metode Petro......... 31 Tabel III. Hasil pengukuran rata-rata dan SD untuk daya sebar, viskositas dan viskositas setelah 1 bulan ...................................................... 37 Tabel IV. Nilai daya sebar berdasarkan percobaan....................................... 38 Tabel V. Respon daya sebar rata-rata (secara terukur) dan secara teoritis
(hasil perhitungan)........................................................................ 40 Tabel VI. Tabel analisis variansi untuk menguji semua variabel bebas yang akan mempengaruhi persamaan regresi ............................. 40 Tabel VII. Nilai viskositas berdasarkan percobaan........................................ 41 Tabel VIII. Respon viskositas rata-rata (secara terukur) dan secara teoritis
(hasil perhitungan)........................................................................ 42 Tabel IX. Tabel analisis variansi untuk menguji semua variabel bebas yang akan mempengaruhi persamaan regresi ............................. 43 Tabel X. Nilai pergeseran viskositas berdasarkan percobaan.................... 44 Tabel XI. Respon % pergeseran viskositas rata-rata (secara terukur) dan secara teoritis (secara perhitungan) ............................................ 46 Tabel XII. Tabel analisis variansi untuk menguji semua variabel bebas yang akan mempengaruhi persamaan regresi ............................. 46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur Kurkuminoid ................................................................. 8 Gambar 2. Struktur Sorbitol .......................................................................... 12 Gambar 3. Struktur Propilen glikol ............................................................... 12 Gambar 4. Sistem solvent 2 komponen yang digunakan untuk mengilustrasikan pendekatan optimasi simplex.......................... 16 Gambar 5. Scanning Panjang Gelombang baku kurkuminoid standar......... 32 Gambar 6. Persamaan kurva baku y = 1,4424x + 0,0282............................. 33 Gambar 7. Scanning Panjang Gelombang ekstrak etanol kunir putih........... 33 Gambar 8. Ikatan Terkonjugasi (Kromofor) dan Gugus Auksokrom pada
Struktur Kurkuminoid ................................................................. 34 Gambar 9. Kurva hubungan komposisi humectant dengan respon daya sebar...........................................................................................
39 Gambar 10. Kurva hubungan komposisi humectant dengan respon viskositas 41 Gambar 11. Kurva hubungan komposisi humectant dengan respon % pergeseran viskositas................................................................... 45 Gambar 12. Kurva Contour plot superimposed............................................... 48
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil pembuatan kurva baku kurkuminoid.............................. 55 Lampiran 2. Penentuan nilai SPF secara in vitro dengan metode Petro....... 58 Lampiran 3. Penetapan kadar kurkuminoid ekstrak etanol rimpang kunir putih......................................................................................... 59 Lampiran 4. Formula, uji sifat fisik, dan stabilitas....................................... 62 Lampiran 5. Uji F......................................................................................... 71 Lampiran 6. Uji Determinasi........................................................................ 76 Lampiran 7. Foto Tanaman dan Rimpang Kunir Putih (C. mangga)........... 78 Lampiran 8. Foto Serbuk dan Ekstrak Rimpang Kunir Putih (C. mangga) 79 Lampiran 9. Spektrofotometri UV-Vis Genesys
TM
10 ................................. 80 Lampiran 10. Foto Gel Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih…………. 80
BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang A. Sinar UV merupakan bagian radiasi elektromagnetik yang diemisikan
oleh sinar matahari. Sinar UV terdiri dari UV A, UV B, dan UV C. Sinar UV C tidak sampai ke bumi karena seluruhnya diserap oleh atmosfer. Sinar UV B sedikit yang sampai ke bumi karena sebagian diserap oleh atmosfer, sedangkan UV A menembus atmosfer sehingga sinar UV A dan UV B dapat merugikan apabila pemaparannya berlebih. Kurangnya pemaparan sinar UV dapat menghambat produksi vitamin D. Vitamin D bermanfaat untuk melancarkan aliran darah dengan cara menghambat proliferasi sel otot polos, menghindari terjadinya arterosklerosis (Lucas, McMichael, Smith, dan Armstrong, 2006).
Selain keuntungan di atas, sinar UV juga dapat menimbulkan masalah apabila pemaparannya terlalu berlebihan. Sinar UV yang berlebihan dapat mengakibatkan sunburn yang menyebabkan eritema, hiperpigmentasi, penuaan dini (skin aging), bahkan kanker kulit (Badmaev, Vladimir M.D., Prakash, Lakshmi, Majeed, dan Muhammed, 2005 ; Jellinek, 1970). Dari beberapa alasan di atas, maka dibutuhkan suatu sediaan yang mampu memberikan perlindungan untuk kulit dari bahaya paparan sinar UV terutama terhadap paparan sinar UV A dan UV B. Sunscreen merupakan salah satu bentuk sediaan yang ditujukan untuk mengurangi dampak negatif dari paparan sinar UV.
Sunscreen adalah senyawa kimia yang mengabsorpsi dan atau
memantulkan radiasi sehingga melemahkan energi UV sebelum terpenetrasi ke dalam kulit (Stanfield, 2003). Masih banyaknya penggunaan sunscreen menggunakan bahan aktif sintetik di pasaran dapat menyebabkan masalah.
Senyawa sintetik jika masuk ke dalam jaringan tubuh dapat menimbulkan reaksi alergi pada kulit yang sensitif (Anonim, 2006). Maka dari itu, bahan alam dapat menjadi solusi untuk mengganti bahan sintetik sebagai zat aktif dalam sediaan
. Bahan alam lebih dipilih dibandingkan dengan senyawa sintetik dalam
sunscreen
formulasi suncreen karena sebagian besar bahan alam dapat memberikan toleransi yang baik pada kulit dan mempunyai spektrum absorpsi yang luas. Selain itu, dengan meningkatnya nilai SPF tidak meningkatkan efek samping seperti pada penggunaan bahan sintetik (Fridd,1996).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Fitriana (2007), diketahui bahwa ekstrak etanol rimpang kunir putih dapat memberikan serapan pada range panjang gelombang UVA – UVB (290 – 400 nm). Ekstrak rimpang kunir putih merupakan salah satu bahan alam yang diketahui mengandung kurkumin yang mampu mengabsorpsi UVA dan UVB (Hutapea, 1993 ; Anonim, 2004). Mengacu pada penelitian tersebut maka dapat ditetapkan nilai SPF secara in vitro dari ekstrak etanol kunir putih dengan metode Petro dan dapat digunakan sebagai alternatif dalam pembuatan sunscreen dengan bahan alam yang ada.
Produk sunscreen yang banyak beredar di pasaran berupa krim dan lotion. Bentuk sediaan gel merupakan bentuk sediaan yang baru untuk produk . Gel lebih baik dibanding dengan krim atau lotion karena gel
sunscreen
memberikan rasa nyaman (rasa dingin), sedangkan sediaan krim merupakan bentuk sediaan setengah padat yang berupa emulsi kental sehingga terkandung minyak di dalamnya. Minyak yang terkandung dalam krim akan menimbulkan rasa tidak nyaman saat pemakaian dan dapat masalah pada orang dengan produksi kelenjar sebasea yang berlebihan karena dapat merangsang timbulnya jerawat. Lotion memiliki viskositas yang lebih encer sehingga ketika diaplikasikan tidak dapat bertahan lama pada kulit dan efek perlindungannya berkurang. Gel didefinisikan sebagai suatu sistem semisolid yang terdiri dari suatu dispersi yang tersusun baik dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan (Allen, Jr., 2002). Gel yang dibuat merupakan hidrogel karena pembawa yang digunakan adalah air sehingga memberikan rasa nyaman saat digunakan karena tidak menutup pori kulit dan kompatibilitasnya relatif baik dengan jaringan biologis. Bentuk sediaan gel lebih mudah dalam pengaplikasian dan meninggalkan suatu lapisan tipis transparan elastis dengan daya lekat tinggi, tidak menyumbat pori kulit, tidak mempengaruhi respirasi kulit, dan dapat mudah dicuci dengan air (Voigt, 1994; Zatz dan Kushla, 1996).
Penelitian ini menggunakan propilen glikol dan sorbitol sebagai dalam formula gel sunscreen. Humectant membantu menjaga
humectant
kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Loden, 2001). Propilen glikol dapat menurunkan viskositas, kelemahan ini dapat ditutupi oleh sorbitol yang mampu mempertahankan viskositas karena kurang mampu untuk menarik air. Maka dari itu, humectant yang digunakan perlu dioptimasi. Penelitian ini menggunakan 2 humectant dengan berbagai tingkat konsentrasi untuk mendapatkan profil campuran humectant yang optimal dan sediaan sunscreen yang mampu mempertahankan efektifitas pemakaian dalam jangka waktu yang cukup lama dan memenuhi parameter kualitas sifat fisik sediaan gel yang meliputi daya sebar, viskositas, stabilitas fisik, maupun efektifitas.
B. Perumusan Masalah 1.
Berapakah kadar kurkuminoid dalam ekstrak etanol rimpang kunir putih yang sesuai dengan nilai SPF kurang lebih 15 secara in vitro yang diukur dengan metode Petro (1981)? 2. Apakah dapat diperoleh profil campuran optimum yang memenuhi kriteria sifat fisik dan stabilitas?
3. Berapa variasi sorbitol dan propilen glikol yang memenuhi uji sifat fisik dan stabilitas?
C. Keaslian Penelitian
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang optimasi formula gel sunscreen ekstrak etanol rimpang kunir putih (Curcuma
mangga Val.): tinjauan terhadap sorbitol dan propilen glikol belum pernah
dilakukan.Adapun penelitian lain yang berkaitan dengan penggunaan rimpang kunir puith sebagai sunscreen antara lain:
1. Formulasi Sediaan Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih (Curcuma
® mangga Val.) dengan Carbopol 940 sebagai Gelling Agent dan Propilen Glikol sebagai Humectant (Veasilia, 2007).
2. Formulasi Sediaan Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih (Curcuma
Menambah khasanah ilmu pengetahuan bentuk sediaan sunscreen yang berasal dari bahan alam.
1. Mengetahui kadar kurkuminoid dalam ekstrak etanol rimpang kunir putih yang sesuai dengan nilai SPF kurnag lebih 15 secara in vitro yang diukur dengan metode Petro (1981).
Tujuan dari penelitian ini adalah :
Tujuan
E.
Mengetahui profil campuran yang optimal dari penggunaan humectant dalam menentukan sifat fisik gel sunscreen ekstrak rimpang kunir putih.
2. Manfaat Praktis
1. Manfaat Teoritis
mangga Val.) dengan Carbopol ®
Manfaat Penelitian
D.
940 sebagai Gelling Agent dan Humektan Gliserol (Santoso, 2007).
mangga Val.) dengan Carbopol ®
3. Formulasi Sediaan Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih (Curcuma
940 sebagai Gelling Agent dan Sorbitol sebagai Humektan (Fitriana, 2007).
2. Untuk memperoleh profil campuran optimum yang memenuhi kriteria sifat fisis dan stabilitas.
3. Untuk mengetahui variasi sorbitol dan propilen glikol yang memenuhi uji sifat fisik dan stabilitas.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kunir Putih Nama daerah 1. Nama-nama lain Curcuma mangga Val. Berdasarkan daerahnya adalah
temu lalab dan temu pauh (Melayu), koneng joho, koneng lalab, dan koneng pare (Sunda), kunir putih dan temu bayangan (Jawa), dan temu paoh (Madura) (Juheini, Hanani, Siregar, dan Aini, 2002).
2. Morfologi
Umbi berbentuk seperti umbi jahe, berwarna kuning muda (krem), dalam keadaan segar baunya seperti buah mangga kweni, bila telah diekstrak atau dijadikan bubuk warnanya tetap kuning muda (krem) (Anonim, 2003). Rimpangnya apabila dipatahkan beraroma seperti buah mangga (Juheini dkk, 2002).
3. Kandungan kimia
Rimpang kunir putih mengandung saponin, flavonoida (Hutapea, 1993), alkaloid, steroid, terpen dan minyak atsiri, juga mengandung senyawa aktif seskuiterpenalkohol yang terdiri dari zederon, zedoaron, furanodien, curzeron,
currenon , furanodienon, isofuranodienon, curdion, curcumenol, procurcumenol,
curcumol , curcumadiol, dehydrocurdion, dan curcumin (Anonim, 2004).Kegunaan 4.
Rimpang kunir putih berkhasiat sebagai anti kanker, penurun kadar kolesterol darah, asam urat, dan pencegahan osteoporosis (Anonim, 2003).
Dalam kunir putih juga terdapat zat antioksidan yang mencegah kerusakan gen dan zat kurkumin yang berfungsi sebagai antiinflamasi (Anonim, 2003).
B. Kurkuminoid
O O R R
1
2 HO OH
Keterangan :
1
2 R R
Kurkumin OCH
3 OCH
3 Demetoksikurkumin OCH
3 H
Bisdemetoksikurkumin H H
Gambar 1. Struktur Kurkuminoid (Milis dan Bone, 2000)
Kurkuminoid adalah komponen yang memberikan warna kuning yang bersifat sebagai antioksidan dan berkhasiat antara lain sebagai hipokolesteromik, kolagogum, koleretik, bakteriostatik, spasmolitik, antihepatotoksik, dan antiinflamasi. Kurkuminoid dapat memberikan perlindungan terhadap kulit dan dapat digunakan sebagai antioksidan dalam sediaan topikal. Efek farmakologi lain yang dimiliki oleh kurkuminoid diantaranya adalah aktivitasnya sebagai antikanker (kanker kolon, kanker payudara, dan kanker kulit), antitumor,
antiproliferative , dan antioksidan (Winarti dan Nurdjanah, 2005; Anonim, 2000).
Kurkumin adalah pigmen fenolik pokok yang diekstraksi dari turmeric, dari serbuk rimpang Curcuma mangga Val. bersama dengan demetoksi kurkumin dan bisdemetoksi kurkumin. Kurkumin sedikit demi sedikit larut dalam minyak dan tidak larut dalam air. Larut dalam alkohol dan alkalis. Kurkumin relatif stabil terhadap panas tetapi mempunyai kecenderungan dipengaruhi oleh cahaya (Fridd, 1996).
Kurkumin dapat mengabsorpsi sinar UV yang diantaranya memiliki panjang gelombang antara 290 – 320 nm (UV B) karena adanya sistem terkonjugasi dan gugus auksokrom. Selain itu, kurkumin juga dapat menghambat aktivitas enzim tyrosinase, yaitu enzim yang berperan dalam pembentukan pigmen kulit dan melanogenesis (Badmaev et al., 2005).
C. Ekstrak
Ekstrak adalah sediaan kering, kental, atau cair dibuat dengan menyari nabati atau hewani menurut cara yang cocok, diluar pengaruh cahaya matahari langsung. Cairan penyari yang biasa digunakan adalah air, eter, atau cairan etanol- air (Anonim, 1979). Etanol dipertimbangkan sebagai penyari karena lebih selektif, kapang dan kuman sulit tumbuh dalam etanol 20% ke atas, tidak beracun, netral, absorpsinya baik, dapat bercampur dengan air pada segala perbandingan, dan panas yang diperlukan untuk pemekatan lebih sedikit, sedangkan kerugian etanol adalah harganya yang mahal. Etanol dapat melarutkan alkaloida basa, minyak menguap, glikosida, kurkumin, kumarin, antrakinon, flavonoid, steroid, damar, dan klorofil (Anonim, 1986).
Maserasi merupakan cara penyarian sederhana yang dilakukan dengan merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke rongga sel yang mengandung zat aktif, zat aktif akan larut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel, maka larutan yang terpekat didesak ke luar. Peristiwa tersebut berulang hingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel (Anonim, 1986).
Gel D.
Gel didefinisikan sebagai suatu sistem semisolid yang terdiri dari suatu dispersi yang tersusun baik dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan. Gel digolongkan berdasarkan 2 sistem klasifikasi. Sistem klasifikasi pertama membagi gel menjadi inorganik dan organik. Klasifikasi yang kedua membagi gel menjadi hidrogel dan organogel (Allen, Jr., 2002). Hidrogel adalah material polimerik yang mampu mengembang dalam air tanpa larut dan mampu mempertahankan air dalam strukturnya.
Hidrogel secara umum dapat digambarkan sebagai sistem 2 komponen, satu komponen bersifat hidrofil, tidak larut, membentuk polimer tiga dimensi, dan yang lain adalah air. Polimer yang digunakan dalam hidrogel terhidrolisis lambat dan secara bertahap melepaskan obat bebas (Zatz dan Kushla, 1996).
Beberapa contoh gelling agent yang sering digunakan adalah akasia, asam alginat, bentonite, dan carbomer. Karakteristik dari gelling agent akan menentukan preparasi dan teknik yang digunakan (Allen Jr., 2002).
®
Carbopol (carbomer) adalah polimer sintetik asam akrilat yang memiliki berat molekul besar, berupa serbuk putih dan halus, memiliki bau yang khas, mudah terion, sedikit asam, higroskopis, terdispersi dalam air (menghasilkan pH 2,8 – 3,2) tetapi tidak larut dalam air dan sebagian besar pelarut (Anonim, 2001; Zatz dan Kushla, 1996).
E. Humectant
merupakan senyawa higroskopis yang umumnya larut dalam
Humectant air, yang mempunyai tipe polyhydric alkohol (polyols) yang dapat mengambil air.
Beberapa contoh humectant yang sering digunakan adalah gliserol, sorbitol, propilen glikol, urea, sodium laktat, dan butilen glikol (Loden, 2001). Humectant membantu menjaga kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit. Efikasi dari
humectant dapat ditentukan menggunakan pengukuran higroskopisitas (Loden,
2001).
Sorbitol
Gambar 2. Struktur sorbitol (Anonim, 1979)
Sorbitol merupakan serbuk, granul, atau serpihan berwarna putih, bersifat higroskopik, berasa manis, sangat mudah larut air, sukar larut dalam etanol, dalam methanol dan dalam asam asetat (Anonim, 1995). Sorbitol dalam kefarmasian digunakan dalam pembuatan tablet dan permen. Pada umumnya sorbitol digunakan sebagai pemanis. Sorbitol sifatnya tidak iritatif pada kulit, dan tidak toksik jika digunakan peroral sampai dosis 9 gram/hari dan dalam jumlah besar (30gram/hari menghasilkan efek laksatif) (Loden, 2001). Sorbitol di bawah kondisi 25ºC dengan kelembaban relatif 50%, memiliki higroskopisitas sebesar 1 mg H
2 O / 100 mg dan kapasitas menahan air sebesar 21 mg H
2 O / 100 mg (Rawlings, Harding, Watkinson, Chandar, dan Scott, 2002).
Propilen glikol OH HO
Gambar 3. Struktur Propilen Glikol (Anonim, 1995)
Propilen glikol jernih, tak berwarna, kental dan berasa manis. Propilen glikol stabil secara kimia saat dicampur dengan gliserin, air, dan alkohol. Propilen glikol merupakan bahan yang berfungsi sebagai humectant, pelarut, plasticizer. Propilen glikol digunakan sebagai gelling agent pada konsentrasi 1 – 5 %, stabil pada pH 3-6 dan dapat sebagai pengawet (Allen, Jr, 2002).
Propilen glikol merupakan bahan yang tidak berbahaya dan aman digunakan pada produk kosmetik dengan konsentrasi lebih dari 50%. Propilen glikol tidak menyebabkan iritasi lokal bila diaplikasikan pada membran mukosa, subkutan atau injeksi intramuskular, dan telah dilaporkan tidak terjadi reaksi hipersensitivitas pada 38% pemakai propilen glikol secara topikal (Loden, 2001).
F. Sinar UV
Sinar matahari terdiri dari tiga kategori yang dikelompokkan berdasarkan panjang gelombangnya, yaitu UV, sinar tampak, dan infra merah. UV dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu UV A (320 – 400 nm), UV B (290 – 320 nm), dan UV C (200 – 290 nm). Sinar UV C umumnya tidak mencapai permukaan bumi karena memiliki panjang gelombang yang paling pendek sehingga terserap seluruhnya di lapisan ozon. Sinar UV B memiliki panjang gelombang yang lebih panjang daripada UV C sehingga masih dapat melewati lapisan ozon sekitar 10%. Apabila lapisan ozon menipis, sinar UVB yang dapat melewati lapisan ozon akan semakin banyak sehingga UVB yang mencapai permukaan bumi akan meningkat jumlahnya. Sinar UVA memiliki panjang gelombang yang paling panjang diantara sinar UV dekat lainnya sehingga sinar ini hampir seluruhnya dapat melewati lapisan ozon. Dengan demikian sinar UV yang paling banyak mencapai permukaan bumi adalah sinar UVA. (Anonim, 2005a ; Lucas et al., 2006).
Sunscreen
G.Sunscreen adalah senyawa kimia yang mengabsorpsi dan atau
memantulkan sinar UV sebelum berhasil mencapai kulit. Biasanya sunscreen merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat aktif. (Stanfield, 2003).
Sunscreen bekerja dengan 2 cara: 1.
Penghalang kimia mempunyai kemampuan untuk diabsorbsi oleh senyawa kimia sehingga sinar matahari tidak dapat kontak dengan kulit melainkan akan terbasorbsi oleh sunscreen.
2. Penghalang fisika menghalangi permukaan kulit dan tidak dapat diabsorbsi oleh kulit. Sinar matahari akan dipantulkan kembali ke atmosfer (Anonim, 2005).
Tingkat perlindungan (efektivitas) produk sunscreen terhadap sinar UV dilihat dari nilai SPF (Sun Protection Factors). SPF dapat mengindikasikan lamanya seseorang yang menggunakan sunscreen dapat bertahan di bawah sinar matahari tanpa menimbulkan eritema sebagai salah satu akibat dari sunburn (Anonim, 2007).
H. Spektrofotometri UV–Vis
Spektrofotometri UV–Vis adalah tehnik analisis fisika-kimia yang mengamati tentang interaksi atom atau molekul yang memakai sumber radiasi elektromagnetik (REM) UV dekat (200 – 400 nm) dan sinar tampak (400 – 750 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).
Molekul yang dapat memberikan absorbsi yang bermakna pada daerah panjang gelombang 190-780 nm adalah molekul-molekul yang mempunyai kromofor dan auksokrom. Kromofor adalah gugus fungsi yang mempunyai spektrum absorbsi karakteristik pada daerah ultraviolet atau sinar tampak.
(Silverstein, Bassler and Morril, 1991). Auksokrom adalah gugus fungsional dengan elektron bebas yang tidak mengabsorbsi pada daerah UV dan jika terikat pada kromofor akan mempengaruhi panjang gelombang dan intensitas absorbsinya. Contoh dari gugus auksokrom adalah OH, NH , CH (Silverstein et
2
3 al ., 1991 ; Skoog, 1985).
I. Simplex Lattice Desain
Respon dan range optimal dari karakteristik formula kerap kali
didapatkan dari aplikasi simplex lattice design. Keuntungan dari model ini adalah dapat diketahui dengan analisis variansi yaitu dengan membandingkan respon hasil perhitungan dan percobaan (Bolton, 1990).
Pelaksanaan dari simplex lattice design terdiri dari penyiapan berbagai macam formula yang mengandung kombinasi yang berbeda dari variabel bahan.
Kombinasi disiapkan dengan rumus seperti data eksperimental yang dapat digunakan untuk memprediksi respon yang diinginkan dengan rumus atau cara yang sederhana dan efisien.
Gambar 4. Sistem solven 2 komponen yang digunakan untuk
mengilustrasikan pendekatan optimasi simplex (Bolton, 1990)
Dari gambar 4, tampak dua komponen sistem A dan B yang digunakan untuk membantu menjelaskan beberapa konsep dari simplex lattice design. Satu dapat dipertimbangkan komponen A dan B untuk kedua pelarut, yang terdiri dari sistem pelarut dari produk obat. Kita mengharapkan campuran A dan B dalam proporsi yang benar untuk optimasi kelarutan suatu obat. Sistem dapat juga divisualisasikan sebagai dasar sistem simplex. Pembatasnya adalah konsentrasi dari A dan B jika ditambahkan harus 100%. Pada percobaan ini respon yang diamati pada tiga titik yaitu 100%A, 100%B, dan campuran 50-50 A dan B sebagai dasar sistem simplex. Dalam pendekatan simplex, kita menggunakan persamaan dengan bentuk :
Y = B X + B X + B
X X
1
1
2
2
12
1
2 Dimana Y adalah respon, X 1 dan X 2 adalah konsentrasi (proporsi) dari X 1 dan X
2
secara berturut-turut. Koefisien B 1, B
2 dan B
12 dihitung berdasarkan percobaan.Respon Y dapat diprediksi untuk semua kombinasi X dan X , dimana X + X =
1
2
1
2 1.0 (100%).(Bolton, 1990).
Keterangan Empiris
J.Dalam penelitian ini dilakukan optimasi formula gel dengan bahan ekstrak rimpang kunir putih yang menggunakan propilenglikol dan sorbitol sebagai
humectant dengan metode simplex lattice design, dimana propilen glikol dapat
menurunkan viskositas, kelemahan ini dapat ditutupi oleh sorbitol yang mampu mempertahankan viskositas karena kurang mampu untuk menarik air. Maka dari itu, humectant tersebut dikombinasi untuk mendapatkan sediaan gel dengan sifat fisik dan stabilitas yang baik. Humectant yang bersifat higroskopis akan menahan air pada sediaan gel untuk menghalangi penguapan. Sifat fisik dan stabilitas formula dilihat dari formula yang memiliki viskositas tertentu, yaitu memiliki konsistensi semipadat pada penyimpanan dan memiliki konsistensi cair sesaat setelah diaplikasikan pada kulit, serta memiliki daya sebar yang baik, dalam arti tanpa tekanan besar mampu menyebar secara merata sehingga menjamin pemerataan dosis (efektif). Nilai SPF in vitro didapatkan melalui pengukuran serapan ekstrak rimpang kunir putih menggunakan metode Petro (1981).
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis Rancangan Penelitian Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental murni menggunakan
dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula sunscreen
simplex lattice design
ekstrak etanol rimpang kunir putih yang memenuhi syarat mutu, yaitu aman, manjur, dan dapat diterima masyarakat.
B. Variabel dalam Penelitian
1. Variabel bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi sorbitol dan propilenglikol.
2. Variabel tergantung Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik dan stabilitas gel. Variabel pengacau terkendali 3.
Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah lama penyimpanan, kondisi penyimpanan, wadah penyimpanan.
4. Variabel pengacau tak terkendali
Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu penyimpanan dan pembuatan, kelembaban ruangan.
Definisi Operasional
C.1. Ekstrak rimpang kunir putih adalah ekstrak yang diperoleh dari hasil maserasi rimpang kunir putih menggunakan pelarut etanol 96% v/v.
2. Maserasi adalah metode penyarian dengan merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari.
3. SPF ekstrak rimpang kunir putih menggambarkan kemampuan ekstrak sebagai zat aktif sunscreen untuk melindungi kulit dari edema yang disebabkan oleh radiasi UVB. Pada penelitian ditentukan nilai SPF secara in vitro berdasar metode Petro (1981) dari sediaan gel sunscreen yaitu 15,18.
4. Humectant adalah bahan yang membantu mempertahankan kelembaban pada permukaan kulit dengan cara menarik lembab dari lingkungan. Pada penelitian ini digunakan propilen glikol dan sorbitol.
5. Sifat fisik adalah sifat gel yang dapat dilihat kenampakan fisiknya dan dapat diukur secara kuantitatif meliputi daya sebar yang mempunyai range 3cm- 5cm, viskositas yang mempunyai range 350-440 dPa.s dan perubahan viskositas selama penyimpanan
≤ 10%.
6. Profil campuran optimum adalah profil campuran humectant yang dapat menghasilkan range optimum yang memenuhi kriteria sifat fisik dan stabilitas.
7. Contour plot adalah grafik yang merupakan hasil dari data daya sebar, viskositas, dan perubahan viskositas selama penyimpanan gel.
8. Contour plot superimposed adalah range yang memuat semua arsiran dalam
contour plot yang memenuhi persamaan regresi dan diprediksi sebagai range komposisi optimum gel.
Bahan dan Alat
D.Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak rimpang kunir putih (Curcuma mangga Val.), etanol (kualitas p.a.), etanol (kualitas teknis),
®
sorbitol (kualitas farmasetis), propilen glikol ( kualitas farmasetis), Carbopol 940
®
(kualitas farmasetis), aquadest, standar kurkuminoid E. Merck , triethanolamine (TEA).
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas (PYREX- GERMANY), pipet mikro, mesin penyerbuk, ayakan, shaker, mixer dengan kecepatan tertentu, Viscotester seri VT 04 (RION-JAPAN), Spectrophotometer
TM
UV–Vis Genesys 10 (THERMOSPECTRONIC-USA) (Laboratorium Farmakologi UGM), oven, lemari pendingin (Refrigerator Toshiba), lampu UV.
Tata Cara Penelitian
E.1. Determinasi tanaman
Bahan utama yang akan digunakan dalam penelitian yaitu rimpang kunir putih, dilakukan determinasi terlebih dahulu di Laboratorium Farmakognosi Fitokimia, Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Pengumpulan dan penyiapan simplisia rimpang kunir putih 2.
Rimpang kunir putih (Curcuma mangga Val.) diperoleh dari Merapi Farma yang bertempat di Kaliurang. Lakukan sortasi basah pada rimpang.
Rimpang dikupas kulitnya lalu diiris tipis-tipis ( ± 3 mm). Pengeringan dilakukan di bawah sinar matahari dengan ditutup kain hitam dan menggunakan oven dengan suhu 30-40 ºC sampai rimpang kering yang ditandai dengan mudah dipatahkan atau hancur bila diremas. Setelah simplisia kering, dilakukan sortasi kering.
3. Pembuatan serbuk rimpang kunir putih
Simplisia yang sudah kering diserbuk dengan mesin penyerbuk kemudian diayak dengan derajat kehalusan (20/30) (Anonim, 1986).
4. Pembuatan ekstrak rimpang kunir putih
Dilakukan dengan cara maserasi. Sebanyak 20 gram serbuk rimpang kunir putih ditambah 180 ml bagian etanol 96% v/v dicampur di dalam erlenmeyer bertutup dan di letakkan di atas shaker dengan kecepatan 450 rpm. Didiamkan selama 1 hari. Kemudian saring dengan kertas saring dengan bantuan vakum.
Diamkan selama 2 hari untuk mengendapkan pati yang ada lalu saring kembali ekstrak. Kembalikan volume ekstrak menjadi 180 ml dengan menambahkan etanol 96%. Hasil yang didapat adalah ekstrak etanol Curcuma mangga Val.
Pengukuran nilai SPF secara in vitro dengan metode Petro 5.
Penentuan efektifitas sediaan sunscreen dilakukan dengan menentukan nilai SPF dengan metode spektrofotometri cara Petro (1981). Pipet 1mL; 1,25mL; 1,5mL; 1,75mL ekstrak etanol kunir putih lalu masukkan dalam labu uku 10,0 ml. Kemudian dilakukan pengukuran absorbansi pada rentang panjang gelombang 290 nm hingga panjang gelombang tertentu dimana dihasilkan serapan minimal 0,05. Range di bawah kurva dihitung dengan rumus:
AUC =
………………………………………………(1) Keterangan: Ap-a = absorbansi pada panjang gelombang yang lebih kecil Ap = absorbansi pada panjang gelombang yang lebih besar λp – λp-a = range panjang gelombang Kemudian dihitung nilai SPF dihitung dengan rumus sebagai berikut: