Optimasi formula gel Uv protection endapan perasan wortel [Daucus carota, Linn.] tinjauan terhadap humektan gliserol dan propilen glikol - USD Repository
OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION
ENDAPAN PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.) :
TINJAUAN TERHADAP
HUMEKTAN GLISEROL DAN PROPILEN GLIKOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :
Dian Kurniasari NIM : 048114021
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION
ENDAPAN PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.) :
TINJAUAN TERHADAP
HUMEKTAN GLISEROL DAN PROPILEN GLIKOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :
Dian Kurniasari NIM : 048114021
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
Skripsi
OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION ENDAPAN PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.) : TINJAUAN TERHADAP HUMEKTAN GLISEROL DAN PROPILEN GLIKOL
Yang diajukan oleh : Dian Kurniasari
NIM : 048114021 telah disetujui oleh: Pembimbing : Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt. tanggal 23 Januari 2008
God make a way very beautiful when the time is right
remember and believe that doesn’t matter how difficult your life
just wait and He will make a way for you
Jeremiah 29 : 11 -12
I alone know the plans I have for you, plans to bring you prosperity
and not disaster, plans to bring about the future you hope for.
Then you will call to me.
You will come and pray to me, and I will answer you .
Matthew 19:26
This is impossible for man, but for God everything is possible
Karya ini kupersembahkan untuk orang-orang
yang aku kasihi :
“Jesus Christ”
Papa, Mama, dan Dina
Ko Edwin Baskara
Teman-teman dan almamaterku
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Dian Kurniasari Nomor Mahasiswa : 048114021
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
Optimasi Formula Gel UV Protection Endapan Perasan Wortel
(Daucus carota, Linn.): Tinjauan terhadap Humektan Gliserol dan
Propilenglikolbeserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me- ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 28 Januari 2008 Yang menyatakan ( Dian Kurniasari )
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih atas segala kasih karunia dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Optimasi Formula Gel UV Protection Endapan Perasan Wortel (Daucus
carota , Linn.) : Tinjauan terhadap Gliserol dan Propilen Glikol” dengan baik.
Skripsi ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) pada Program Studi Farmasi di Universitas Sanata Dharma.
Penulis banyak mengalami kesulitan selama penyelesaian skripsi ini. Tetapi dengan adanya bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis igin mengucapkan terima kasih kepada :
1. “Jesus Christ” atas semua kasih karunia dan cinta-Mu, tanpa Engkau penulis tidak akan mampu menyelseaikan skripsi ini.
2. Ibu Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Ibu Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan atas segala bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Rina Kuswahyuning, M.Si., Apt., selaku Dosen Penguji atas segala kritik dan sarannya.
5. Ibu Agatha Budi Susiana L., M.Si., Apt., selaku Dosen Penguji atas segala kritik dan sarannya.
6. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Ottok, Mas Parlan, Mas Sarwanto, Mas Kunto serta laboran-laboran yang lain atas bantuannya selama penulis menyelesaikan laporan akhir.
7. Papa, mama, dan Dina atas segala dukungan dan doa selama penyusunan skripsi ini.
8. Ko Edwin Baskara atas segala doa, dukungan, perhatian, dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini.
9. Ineke, Desy, Cipi, Budiaji, Finza, Ela, dan Andryan atas kerjasama, canda tawa dan keluh kesah selama penyusunan skripsi ini.
10. Semua teman-teman angkatan 2004, terima kasih atas segala semangat dan kebersamaan kita yang indah.
11. Semua penghuni kost Amakusa atas kekompakan dan kebersamaannya.
12. Semua pihak yang telah banyak membantu penyusunan skripsi ini.
Penulis juga menyadari sepenuhnya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari keterbatasan dan kekurangan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata semoga skripsi ini dapat berguna 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, 23 Januari 2008 Penulis Dian Kurniasari
INTISARI
Penelitian ini merupakan optimasi formula gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) tinjauan terhadap humektan gliserol dan propilen glikol. Tujuan dari penelitian ini untuk memperoleh range komposisi optimum dari humektan gliserol dan propilen glikol sehingga dapat diperoleh gel yang mempunyai sifat fisik dan stabilitas gel yang baik.
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental bersifat eksploratif. Optimasi formula gel ini menggunakan metode Simplex Lattice Design dengan variasi komposisi humektan gliserol dan propilen glikol. Optimasi tersebut dilakukan terhadap parameter sifat fisik sediaan gel (daya sebar dan viskositas) serta stabilitas sediaan gel dalam penyimpanan selama 1 bulan. Uji mikromeritik juga dilakukan untuk memberikan informasi tentang ukuran partikel sehingga dapat memberikan nilai estetika yang tinggi.
Dari penelitian ini dilakukan optimasi formula gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) dengan sifat fisik meliputi daya sebar 3 cm sampai 5 cm, viskositas 310 d.Pa.s sampai 315 d.Pa.s, dan stabilitas gel yang ditunjukkan dengan persen pergeseran viskositas kurang dari 15%. Pada penelitian ini tidak dapat diperoleh range komposisi optimum terbatas pada komposisi humektan gliserol dan propilen glikol yang diteliti. Namun berdasarkan hasil percobaan dipilih formula III dengan komposisi humektan gliserol : propilen glikol (50% : 50%) sebagai formula optimum yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas gel paling baik.
Kata kunci : gel, endapan perasan wortel, UV Protection, humektan, Simplex
Lattice Design
ABSTRACT
This research was about optimization formula of UV Protection sediment carrot juice (Daucus carota, Linn.) gel review to glycerol and propylene glycol as
humectant . The aiming of this research was to obtain optimum composition range
from glycerol and propylene glycol humectant to achieve a gel which had a good physical character and stability.
This research was including exploratively experimental design. This optimization formula gel used Simplex Lattice Design method with various compositions of glycerol and propylene glycol humectant. It was done to the parameter of physical characteristic of semisolid (spreadability and viscosity) and the stability during storing for a month. Micromeritic test was also done to give information about particle size so it could achieved a high aesthetics value.
From this research was done optimization the formulation of sediment extract carrot (Daucus carota, Linn.) UV Protection gel with physical character such as spreadability 3 cm to 5 cm, viscosity 310 d.Pa.s to 315 d.Pa.s, and gel stability which was shown with alteration of viscosity less than 15%. At this research, it could not be obtained optimum composition range that was limited to the compositions of glycerol and propylene glycol humectant had been done. But
rd
based on result of the research was selected the 3 formula with composition of glycerol and propylene glycol humectant (50% : 50%) as optimum formula which achieved good physical character and stability.
Key word : gel, sediment of extract carrot, UV Protection, humectant, Simplex
Lattice Design
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ................................................................................... i HALAMAN JUDUL........................................................................................ ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING.... .......................................... iii HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS......................................... vi PRAKATA....................................................................................................... vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..... .................................................... ix
INTISARI ....................................................................................................... x
ABSTRACT .................................................................................................... xi
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xix
BAB I. PENGANTAR ................................................................................... 1 A. Latar Belakang ............................................................................ 1 B. Perumusan Masalah .................................................................... 4 C. Keaslian Karya ........................................................................... 4 D. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5 E. Tujuan Penelitian ........................................................................ 5
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA............................................................. 6 A. Wortel (Daucus carota, Linn.).................................................... 6
1. Uraian tanaman ..................................................................... 6
2. Nama daerah.......................................................................... 6
3. Kandungan kimia .................................................................. 6
4. Kegunaan .............................................................................. 7 B. Beta Karoten ............................................................................... 7 C. Radikal Bebas ............................................................................. 8 D.
Antioksidan ................................................................................. 9
E. Sinar Ultraviolet .......................................................................... 9
F. Sun Protection Factor (SPF)....................................................... 10
G. Gel ............................................................................................... 12
1. Definisi gel ........................................................................... 12
2. Karakteristik gel ................................................................... 13 H Carbopol....................................................................................... 15
I. Humektan..................................................................................... 17
1. Gliserol................................................................................. 17
2. Propilen glikol...................................................................... 18 J. Trietanolamin .............................................................................. 19 K. Spektrofotometri Ultraviolet ....................................................... 20 L. Mikromeritik ............................................................................... 21 M. Metode Simplex Lattice Design .................................................. 22 N. Keterangan Empiris..................................................................... 23
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 25 A. Jenis Rancangan Penelitian ........................................................ 25 B. Variabel dalam Penelitian .......................................................... 25 C. Definisi Operasional .................................................................. 26 D. Alat dan Bahan........................................................................... 27 E. Tata Cara Penelitian ................................................................... 28 1. Ekstraksi kadar beta karoten dalam endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.)......................................................... 28 2. Penetapan kadar beta karoten dalam endapan perasan wortel
(Daucus carota, Linn.)......................................................... 28
3. Uji Sun Protection Factor (SPF) ..................................... 30
4. Optimasi pembuatan gel UV Protection .............................. 30
5. Uji sifat fisik dan stabilitas fisik gel UV Protection ........... 32
6. Uji mikromeritik .................................................................. 32
F. Analisis Data dan Optimasi .................................................... 33
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 34 A. Ekstraksi Kadar Beta Karoten dalam Endapan Perasan Wortel (Daucus carota, Linn.)............................................... 34 B. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Endapan Perasan Wortel (Daucus carota, Linn.)................................................ 35 C. Uji Sun Protection Factor (SPF) ............................................. 38 D. Optimasi Pembuatan Gel UV Protection ................................. 39 E. Uji Sifat Fisik dan Stabilitas Gel UV Protection ..................... 44
F.
Mikromeritik ............................................................................ 53 G.
Optimasi Formula..................................................................... 55
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN …..................................................... 61 A. Kesimpulan .............................................................................. 61 B. Saran......................................................................................... 61 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 62 LAMPIRAN .................................................................................................... 66 BIOGRAFI PENULIS ..................................................................................... 96
DAFTAR TABEL
Tabel I. Formula Simplex Lattice Design.....................................................31 Tabel II. Kurva baku beta karoten dengan Spektrofotometer Genesis 10.....36 Tabel III. Jumlah baku beta karoten dalam 1 gram endapan perasan wortel dengan dengan Spektrofotometer Genesis 10 ....................37 Tabel IV. Hasil pengukuran SPF ....................................................................39 Tabel V. Kurva baku beta karoten dengan Perkin-Elmer Spektrofotomer
UV-Vis Lambda 20 ..........................................................................41
Tabel VI. Jumlah baku beta karoten dalam 1 gram endapan perasan wortel karoten dengan Perkin-Elmer Spektrofotomer UV-Vis
Lambda 20 ......................................................................................42
Tabel VII. Hasil pengukuran SPF dalam 100 gram gel. ..................................42 Tabel VIII. Hasil pengukuran sifat fisik dan stabilitas gel UV Protection .......44 Tabel IX. Hasil perhitungan uji F pada daya sebar gel UV Protection..........47 Tabel X. Hasil perhitungan uji F pada viskositas gel UV Protection ...........50 Tabel XI. Hasil perhitungan uji F pada pergeseran viskositas gel UV
Protection .......................................................................................52
Tabel XII. Hasil uji pH gel UV Protection ......................................................53 Tabel XIII. Hasil pengukuran partikel gel UV Protection ................................54
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur molekul beta karoten.........................................................7 Gambar 2. Struktur molekul carbopol ............................................................15 Gambar 3. Struktur molekul gliserol ..............................................................17 Gambar 4. Struktur molekul propilen glikol...................................................18 Gambar 5. Struktur molekul trietanolamin .................................................... 19 Gambar 6. Struktur beta karoten dengan sistem kromofor .............................35 Gambar 7. Kurva baku beta karoten II............................................................37 Gambar 8. Hasil scanning panjang gelombang serapan maksimum larutan baku beta karoten 2 ppm, 6 ppm, dan 10 ppm dengan pelarut aseton : heksan (1:9)......................................................................40
Gambar 9. Kurva baku beta karoten I .............................................................41 Gambar 10. Hasil scanning larutan baku beta karoten dengan pelarut kloroform ......................................................................................43 Gambar 11. Hasil scanning endapan perasan wortel dengan pelarut kloroform ......................................................................................43 Gambar 12. Grafik hubungan antara humektan gliserol dan propilen glikol dengan respon daya sebar gel UV Protection endapan perasan wortel ............................................................................................46 Gambar 13. Grafik hubungan antara humektan gliserol dan propilen glikol dengan respon viskositas gel UV Protection endapan perasan wortel ...........................................................................................49
Gambar 14. Grafik hubungan antara humektan gliserol dan propilen glikol dengan respon pergeseran viskositas gel UV Protection endapan perasan wortel ..............................................................................51 Gambar 15. Grafik distribusi ukuran partikel gel UV Protection endapan perasan wortel ...............................................................................55 Gambar 16. Contour plot respon daya sebar viskositas gel UV Protection endapan perasan wortel ................................................................56
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Endapan Perasan Wortel .66 Lampiran 2. Perhitungan Nilai SPF Beta Karoten ............................................71 Lampiran 3. Data Penimbangan Gel .................................................................77 Lampiran 4. Data Sifat Fisik dan Stabilitas Gel ...............................................78 Lampiran 5. Data pH Gel ..................................................................................80 Lampiran 6. Persamaan Simplex Lattice Design...............................................81 Lampiran 7. Uji F..............................................................................................85 Lampiran 8. Data Uji Mikromeritik ..................................................................91 Lampiran 9. Dokumentasi.................................................................................93
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Radiasi UV dapat menyebabkan variasi efek biologis terhadap kulit
seperti eritema (kulit kemerahan), pigmentasi, dan imunomodulasi. Paparan UV secara terus-menerus dapat menyebabkan skin aging dan meningkatkan resiko kanker kulit. Reactive Oxygen Species (ROS) merupakan penyebab utama skin
aging dan penyakit kulit lainnya. Radikal bebas muncul setelah kulit terpapar
radiasi sinar ultraviolet. Lapisan epidermis mengandung antioksidan sehingga dapat memberikan perlindungan awal untuk melawan radikal bebas. Tetapi kadar antioksidan akan berkurang setelah terpapar UV terus-menerus. Oleh karena itu, untuk mencegah kerusakan kulit akibat adanya radikal bebas dibutuhkan antioksidan (Watson, 2001).
Salah satu antioksidan eksogen yang didapat dari luar tubuh adalah beta karoten (Setiati, 2003). Beta karoten yang terdapat dalam wortel berfungsi sebagai antioksidan (Watson, 2001). Beta karoten bereaksi dengan Reactive Oxygen
Species (ROS) untuk menetralkan oksigen singlet dan mencegah pembentukan
radikal peroksil (Paiva dan Russel, 1999). Oleh karena itu, dalam penelitian ini menggunakan wortel sebagai bahan aktif dari sediaan UV Protection.
Baik antioksidan topikal maupun oral dapat mengontrol kelebihan produksi radikal bebas akibat paparan radiasi UV terhadap kulit yang dapat menyebabkan photo aging bahkan kanker (Morquio, A., Rivera-Megret, F., dan Dajas, F., 2005). Saat ini suplemen beta karoten digunakan sebagai oral sun
protectant yang dapat mengurangi resiko kerusakan kulit akibat radiasi UV (Sies
dan Stahl, 2003; Weber, S.U., Saliou, C., Packer, L., Lodge, J.K., 2001). Hal tersebut menarik minat penulis untuk membuat sediaan topikal UV Protection karena sediaan tersebut langsung berinteraksi dengan kulit yang terpapar radiasi UV.
Telah banyak sediaan UV Protection yang beredar di pasaran tetapi produk-produk tersebut mengandung bahan aktif berupa senyawa sintetik. Akan tetapi, penggunaan UV Protection dengan bahan aktif yang berasal dari bahan alam lebih menguntungkan daripada senyawa sintetik karena produk-produk dari bahan alam lebih aman dan memiliki toleransi yang baik terhadap kulit (Fridd, 1996). Oleh karena itu, dalam penelitian ini menggunakan bahan alam sebagai alternatif dalam pembuatan UV Protection.
Bentuk sediaan UV Protection yang banyak dikembangkan berupa
cream dan lotion. Cream merupakan bentuk sediaan semisolid yang terdiri dari
dua fase, yaitu fase minyak dan fase air sehingga membentuk emulsi (Nairn, 1997). Bentuk sediaan ini dapat menimbulkan masalah kulit seperti jerawat terutama pada orang yang memproduksi kelenjar sebacea berlebihan. Lotion adalah bentuk sediaan cair yang dapat berbentuk suspensi di dalam air, tetapi dapat juga berbentuk larutan atau emulsi (Nairn, 1997). Lotion mempunyai viskositas yang cukup encer sehingga tidak dapat bertahan lama pada kulit dan akan mengurangi daya perlindungan sediaan tersebut terhadap kulit. Untuk mengatasi kekurangan tersebut, maka perlu dikembangkan suatu bentuk sediaan lain yaitu gel.
Menurut Barry (1993) gel merupakan sistem dua komponen dari sediaan semipadat yang kaya akan cairan. Hidrogel adalah hidrofilik yang mengandung 85-95% air atau campuran aqueous-alcoholic dan gelling agent (Buchmann, 2001). Karakteristik gel secara estetika menarik karena transparan. Setelah kering, gel akan meninggalkan lapisan tipis di kulit dan mempunyai daya lekat yang tinggi. Akan tetapi gel tidak menyumbat pori-pori kulit sehingga tidak merangsang timbulnya jerawat dan mudah dicuci dengan air. Oleh karena itu, maka dalam penelitian ini dipilih bentuk sediaan yaitu hidrogel.
Setelah diaplikasikan, gel akan memberikan efek dingin karena adanya evaporasi air. Evaporasi air yang cepat dapat mempengaruhi daya sebar sediaan gel. Untuk memberikan proteksi terhadap kehilangan air tersebut, dapat digunakan humektan. Selain itu, humektan juga dapat membantu menjaga kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Rawlings, Harding, Watkinson, Chandar, dan Scott, 2002). Dalam penelitian ini digunakan gliserol dan propilen glikol sebagai humektan. Gliserol akan meningkatkan kelarutan solut lipofilik (Buchmann, 2001) sedangkan propilen glikol bersifat higroskopik (Anonim, 1979) sehingga dapat menjaga konsistensi sediaan. Penggunaan gliserol dan proplen glikol secara bersamaan akan meningkatkan sifat fisik dan stabilitas gel yang dihasilkan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil sifat fisik gel dengan berbagai variasi komposisi humektan gliserol dan propilen glikol serta mendapatkan range komposisi optimum formula gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas gel yang dikehendaki. Komposisi humektan gliserol dan propilen glikol dioptimasi dengan menggunakan metode Simplex Lattice Design. Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari dua campuran dan memprediksi sifat-sifat campuran tersebut pada semua perbandingan (Bolton, 1997).
B. Perumusan Masalah
1. Dapatkah ditemukan range komposisi optimum humektan gliserol dan propilen glikol dalam formula gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas gel yang dikehendaki?
2. Berapa jumlah komposisi humektan gliserol dan propilen glikol dalam formula gel UV protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan formula optimum? 3. Bagaimana profil sifat fisik dan stabilitas gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) dengan berbagai variasi komposisi humektan gliserol dan propilen glikol? C.
Keaslian Karya
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Optimasi Formula Gel UV Protection Endapan Perasan Wortel (Daucus carota, Linn.) : Tinjauan terhadap Humektan Gliserol dan Propilen Glikol belum pernah dilakukan.
D. Manfaat Penelitian
Secara teoritis penelitian ini menambah informasi bagi ilmu pengetahuan, khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai aplikasi Simplex Lattice Design pada proses optimasi formula gel UV Protection. Secara praktis penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui jumlah komposisi humektan gliserol dan propilen glikol dalam formula gel UV protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas gel yang dikehendaki.
E. Tujuan Penelitian
1. Untuk mendapatkan range komposisi optimum humektan gliserol dan propilen glikol dalam formula gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas gel yang dikehendaki.
2. Untuk mengetahui jumlah komposisi humektan gliserol dan propilen glikol dalam formula gel UV protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan formula optimum.
3. Untuk mengetahui profil sifat fisik dan stabilitas gel UV Protection endapan perasan wortel (Daucus carota, Linn.) dengan berbagai variasi komposisi humektan gliserol dan propilen glikol.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Wortel (Daucus carota, Linn.)
1. Uraian tanaman
Semak semusim, tinggi kurang lebih kurang 1 meter. Batang tegak, berbulu, warna hijau. Daun majemuk, menyirip, berselang, bentuk lonjong, tepi bertoreh, ujung runcing, pangkal berlekuk, warna hijau. Perbungaan bentuk cawan, terdapat di ujung batang, mahkota berbentuk bintang, berwarna putih.
Buah buni, lonjong, warna coklat. Biji lonjong, warna putih (Soedibyo, 1998).
2. Nama daerah
Sunda : bortol Jawa : wertel, wertol, bortol Madura : ortel
(Rukmana, 1995)
3. Kandungan kimia
Dalam setiap 100 gram mengandung 42 kalori; protein 1,2 gram; lemak 0,3 gram; karbohidrat 9,3 gram; kalsium 39 miligram; fosfor 37 miligram; zat besi 0,8 miligram; vitamin A; vit BI 0,06 miligram; vitamin C 6 miligram (Arisandi Y., dan Andriani, Y., 2006). Kandungan lain yang penting adalah
β-karoten dan α-karoten (Watson, 2001).
4. Kegunaan
Untuk keperluan kosmetik, wortel dapat digunakan untuk merawat kecantikan wajah dan kulit, menjaga kelembaban kulit, melembutkan kulit, memperlambat timbulnya kerutan pada wajah, dan antioksidan (Cahyono, 2002; Watson, 2001).
B.
Beta Karoten
Karotenoid yaitu tetraterpenoid C40, merupakan golongan pigmen yang larut lipid dan tersebar luas, terdapat dalam semua jenis tumbuhan.
Pada tumbuhan karotenoid mempunyai dua fungsi, yaitu sebagai pigmen pembantu dalam fotosintesis dan sebagai pewarna dalam bunga dan buah.
Dalam bunga, karotenoid biasanya berupa zat warna kuning, sedangkan dalam buah dapat juga berupa zat warna jingga atau merah (tomat dan cabe) (Harborne, 1987). Karotenoid juga banyak terdapat di dalam wortel dan sayuran berwarna hijau. Karotenoid bekerja sebagai antioksidan serta
.
penangkap radikal bebas, terutama untuk radikal peroksil (R-OO ) dan hidroksil . . ( OH) serta oksigen singlet (0 ) (Silalahi dan Tambunan, 2003). Beberapa
2
contoh karotenoid yang telah diketahui yaitu xantofil, β-karoten, α-karoten, likopen, lutein,
γ-karoten (Harborne, 1987).
Gambar 1. Struktur molekul beta karoten (Anonim, 1989) Beta karoten larut dalam benzen, kloroform; cukup larut di eter, petroleum eter dan sangat sedikit larut di metanol dan etanol. Sebanyak 100 ml heksan dapat melarutkan 109 mg beta karoten pada suhu 0 °C (Anonim, 1989). Beta karoten berkhasiat sebagai antioksidan (Tjay dan Rahardja, 2002).
Beta karoten bereaksi dengan Reactive Oxygen Species (ROS) untuk menetralkan oksigen singlet dan mencegah pembentukan radikal peroksil (Paiva dan Russel, 1999).
C. Radikal Bebas
Radikal bebas adalah suatu spesies yang mempunyai jumlah elektron ganjil atau elektron yang tidak berpasangan tunggal pada lingkaran luarnya.
Elektron tidak berpasangan tersebut menyebabkan instabilasi dan bersifat reaktif, karena selalu berusaha untuk mencari pasangan elektron lainnya agar menjadi bentuk yang stabil. Radikal bebas akan merusak molekul yang elektronnya ditarik oleh radikal bebas tersebut sehingga menyebabkan kerusakan sel, gangguan fungsi sel, bahkan kematian sel. Molekul utama di dalam tubuh yang dirusak oleh radikal bebas yaitu DNA, lemak, dan protein (Fessenden dan Fessenden, 1997; Setiati, 2003).
Radikal bebas diproduksi secara eksogen dan secara endogen. Secara endogen, radikal bebas diproduksi oleh mitokondria, membran plasma, lisosom, retikulum endoplasma, dan intisel. Sedangkan secara eksogen, radikal bebas berasal dari asap rokok, radiasi sinar UV, obat-obatan, dan pestisida (Setiati, 2003).
D. Antioksidan
Proses perusakan organ tubuh oleh radikal bebas dapat dihambat dengan jalan memberikan antioksidan (Tjay dan Rahardja, 2002). Antioksidan adalah senyawa yang mampu menghambat oksidasi, atau juga disebut dengan inhibitor radikal bebas (Fessenden dan Fessenden, 1997).
Antioksidan dibedakan menjadi antioksidan eksogen dan antioksidan endogen. Antioksidan endogen atau antioksidan primer terdiri atas enzim-enzim dan berbagai senyawa yang disintesis dalam tubuh yang bekerja dengan cara mencegah pembentukan radikal bebas baru. Antioksidan eksogen dikenal juga sebagai antioksidan sekunder karena menangkap radikal dan mencegah reaksi berantai. Contohnya adalah vitamin E (tokoferol), vitamin C (askorbat), karoten, asam urat bilirubin, dan albumin (Setiati, 2003).
E. Sinar Ultraviolet
Berdasarkan panjang gelombangnya, sinar UV dibagi menjadi 3 yaitu :
1. UV A, mempunyai panjang gelombang 320 nm sampai 400 nm
2. UV B, mempunyai panjang gelombang 290 nm sampai 320 nm 3.
UV C, mempunyai panjang gelombang 200 nm sampai 290 nm (Harry, 1982)
Sinar UV A dilaporkan menyebabkan efek samping hilangnya kolagen, menurunkan jumlah pembuluh darah, dan mengubah jaringan konektif pada dermis. Sinar UV B bertanggung jawab terhadap sunburn setelah terpapar oleh sinar matahari. Pewarnaan kulit terjadi ketika sinar UV B mengaktifkan melanosit di kulit sehingga terbentuk melanin. Sinar UV C sangat berbahaya tetapi diserap oleh lapisan ozon dan gas-gas lain yang ada di atmosfer (Walters, 1997).
F.
Sun Protection Factor (SPF)
Sun Protection Factor (SPF) adalah tingkat perlindungan produksunscreen terhadap sinar matahari yang dapat menyebabkan sunburn (eritema).
SPF merupakan perbandingan MED (Minimal Erythema Dose) pada kulit manusia yang terlindungi oleh sunscreen dengan MED tanpa perlindungan sunscreen (Stanfield, 2003). Kondisi tes standar ditetapkan dosis sunscreen adalah 2 mg/
2 cm . 2 MED untuk kulit dengan sunscreen (2 mg / cm )
SPF = MED untuk kulit tanp a sunscreen
(Walters, 1997) MED ditentukan dengan membuat sebuah seri secara progresif untuk meningkatkan dosis energi UV dan mengevaluasi respon setelah 22-24 jam. MED merupakan dosis terkecil dari energi UV yang menghasilkan eritema dengan batasan yang jelas pada bagian yang terpapar (Stanfield, 2003).
Meskipun pengukuran SPF dapat dilakukan secara alami dengan melihat respon biologis yang tidak diketahui hubungannya dengan sifat kimia, tetapi dapat diperkirakan hubungan sederhana antara absorbansi dan SPF, sebagai berikut :
⎡ I ⎤
A log
= − 10 ⎢ ⎥
I ⎣ ⎦
1 ⎡ ⎤
A = log = - log SPF 10 10 SPF ⎢⎣ ⎥⎦ Keterangan : I = intensitas sinar yang sampai ke kulit tanpa adanya sunscreen I = intensitas sinar yang sampai ke kulit dengan adanya sunscreen A = serapan (Walters, 1997) Selain itu, serapan dari tiap-tiap panjang gelombang dapat dihitung sebagai berikut :
A= - log (Stanfield, 2003)
Kategori produk sunscreen dengan variasi nilai SPF yang dianjurkan yaitu :
1. Minimal Sun Protection Product : nilai SPF 2-4, sangat kurang memproteksi dari sunburning dan suntanning
2 Moderate Sun Protection Product : nilai SPF 4-6, cukup memproteksi dari
sunburning tapi beberapa suntanning
3. Extra Sun Protection Product : nilai SPF 6-8, proteksi ekstra dari sunburning dan sedikit suntanning
4. Maximal Sun Protection Product : nilai SPF 8-15, proteksi maksimal dari
sunburning dan sedikit atau tidak suntanning
5. Ultra Sun Protection Product : nilai SPF >15, proteksi paling besar dari
sunburning dan tidak suntanning
(Harry, 1982)
Sunscreen dengan SPF 2 akan mentransmisikan 50% energi matahari
yang dapat menyebabkan sunburn, SPF 15 mentransmisikan 6,7% energi matahari yang dapat menyebabkan sunburn, dan SPF 30 mentransmisikan 3,3% energi matahari yang dapat menyebabkan sunburn (Stanfield, 2003).
G. Gel
1. Definisi gel
Gel merupakan sistem semisolid terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh cairan (Zatz dan Kushla,1996). Alexander dan Johnson (1949) mendefinisikan gel sebagai sistem dua komponen dari sediaan semipadat yang kaya akan cairan. Pada gel yang polar, polimer alam atau sintetik dengan konsentrasi rendah (biasanya kurang dari 10%) membentuk matriks tiga dimensi melalui cairan hidrofilik.
Sistem yang terbentuk mungkin jernih atau keruh, karena gelling agent tidak terlarut sempurna atau membentuk agregat (Barry, 1983).
Hidrogel mengandung dua unsur yaitu air dan susbstansi polimer yang hidrofilik tetapi tidak larut air. Dengan adanya air, polimer kering akan mengembang dan mengabsorbsi cairan. Salah satu alasan penggunaan hidrogel adalah pelarut yang digunakan dalam pembuatan obat mempunyai kompatibilitas yang baik terhadap jaringan biologis tubuh (Zatz dan Kushla, 1996).
2. Karakteristik gel
Sifat umum yang diinginkan dari sediaan semisolid adalah dapat diterima oleh konsumen karena memiliki sifat tertentu yaitu mudah dikeluarkan dari wadah, sensasinya ketika kontak dengan kulit, kemampuan melekat pada tempat aplikasi selama waktu tertentu sebelum dibilas atau luntur, residu yang tidak meninggalkan rasa lengket setelah aplikasi dan efikasi klinis yang terkait pelepasan obat dan absorpsi. Hal ini terkait dengan daya sebar dan viskositas sediaan sehingga perlu diperhatikan dalam formulasinya (Garg, A., Aggarwal, D., Garg, S., dan Singla, A.K., 2002).
a. Daya sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak tiap tetes cairan atau sediaan semisolid, yang berhubungan langsung dengan koefisien friksi. Faktor- faktor yang mempengaruhi daya sebar adalah formulanya kaku atau tidak, kecepatan dan lama tekanan yang menghasilkan kelengketan, temperatur tempat aksi. Kecepatan penyebaran juga tergantung pada viskositas formula, kecepatan evaporasi pelarut, dan kecepatan peningkatan viskositas karena evaporasi (Garg et
al. , 2002).
Metode yang paling banyak digunakan untuk menentukan dan mengukur daya sebar dari sediaan semisolid adalah parallel-plate method. Keuntungan metode ini yaitu mudah dan relatif murah. Kelemahan metode ini yaitu kurang presisi, kurang sensitif, dan perlu interpretasi data (Garg et al., 2002).
b. Viskositas
Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir. Semakin tinggi viskositas maka semakin besar tahanannya (Martin dan Cammarata, 1993). Karakteristik formulasi yang penting dalam produk akhir sediaan semisolid adalah viskositas, elastisitas, dan rheologi. Peningkatan viskositas akan meningkatkan waktu retensi pada tempat aksi tetapi akan menurunkan daya sebar (Garg et al., 2002). Jika konsentrasi gelling agent yang digunakan terlalu tinggi atau dengan bobot molekul yang terlalu besar, maka akan menghasilkan gel yang susah diaplikasikan (Zatz dan Kushla, 1996).
Thiksotropi merupakan suatu pemulihan yang isoterm dan lambat pada pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena shearing.
Thiksotropi hanya dapat diterapkan untuk bahan-bahan dengan tipe aliran plastis dan pseudoplastis (Martin dan Cammarata, 1993). Dalam penyimpanannya, gel dapat berupa thiksotropi, membentuk semisolid jika dibiarkan dan menjadi cair pada pengocokan (Anonim, 1995).
c. Stabilitas
Ketidakstabilan gel pada kondisi normal menunjukkan perubahan rheologi secara irreversible sehingga menyebabkan hasil akhir yang tidak dapat diterima bila digunakan. Faktor yang bertanggungjawab terhadap pergeseran viskositas adalah perubahan agen pembentuk viskositas, interaksi dengan sistem pada kondisi istirahat, dan pertumbuhan partikel yang tergantung pada kandungan polimer, meskipun dengan adanya polimer dapat mengurangi kecepatan perubahan ukuran partikel. Hasil depolimerisasi akan menurunkan rata-rata berat molekul sehingga akan menurunkan viskositas (Zatz et al., 1996).
Peningkatan suhu penyimpanan dapat menyebabkan efek yang berlawanan pada stabilitas polimer sehingga viskositas berubah dari waktu ke waktu. Selama penyimpanan 2 bulan, terjadi pergeseran viskositas yang kecil pada suhu ruangan atau pendingin. Akan tetapi, pada suhu 40 C terjadi pergeseran viskositas 15% atau lebih (Zatz et al., 1996).
H.
Carbopol
Carbopol merupakan polimer sintesis dari kelompok acrylic polymers yang membentuk rantai silang dengan polyalkenyl ether (Zatz dan Kushla, 1996).
Struktur molekul carbopol sebagai berikut :
H H C C
H COOH
n
Gambar 2. Struktur molekul carbopol
Carbopol digunakan sebagai suspending agent pada konsentrasi sampai 0,4% dan basis gel (Anonim, 1999; Weiner dan Bernstein, 1989). Selain itu, carbopol dapat menstabilkan emulsi dengan mengentalkan fase kontinyu sehingga mengurangi creaming dan coalescence atau dengan berfungsi sebagai emulsifier pada konsentrasi kurang dari 1% (Barry, 1983; Zatz dan Kushla, 1996). Carbopol sensitif terhadap garam sehingga emulsi polimer yang terbentuk akan pecah ketika diaplikasikan pada kulit dan memberi lapisan minyak pada permukaan kulit. Lapisan minyak ini tidak akan diemulsifikasikan kembali ketika bersentuhan dengan air sehingga akan melekat pada kulit (Zatz dan Kushla, 1996). Carbopol tidak toksik, tidak mensentisasi, dan tidak mempengaruhi aktivitas biologi obat tertentu (Barry,1983).
Di dalam gel carbopol dapat digunakan untuk mengontrol dan meningkatkan viskositas (thickener) pada pH antara 3,5 sampai 11 (Weiner dan Bernstein, 1989). Carbopol 1% mempunyai pH 3. Pada pH 6-11 viskositas gel akan meningkat. Viskositas gel akan menurun pada pH kurang dari 3 atau lebih dari 12 dan bila terdapat elektrolit kuat. Viskositas gel berkurang dengan cepat bila terpapar sinar matahari tetapi reaksi ini dapat dikurangi lajunya dengan menambahkan antioksidan (Boyland, Cooper, dan Chowhan, 1986).
Jika didispersikan ke dalam air, carbopol membentuk larutan asam keruh dengan pH 2,8 sampai 3,2 tetapi tidak larut dan dapat dinetralkan dengan basa kuat seperti natrium hidroksida, amina (misalnya trietanolamin), atau basa anorganik lemah (misalnya amonium hidroksida), sehingga meningkatkan konsistensi dan menurunkan kekeruhan (Barry, 1983; Zatz, Berry, dan Alderman, 1996). Gel carbopol yang tidak dinetralkan dapat menurunkan viskositas lebih banyak dibandingkan yang dinetralkan karena ikatan hidrogen pada struktur gel yang tidak dinetralkan mudah putus (Barry, 1983).
Dalam suasana asam sebagian gugus karboksil pada rantai polimer putus untuk membentuk gulungan yang lentur. Dengan penambahan basa, gugus karboksil yang putus lebih banyak dan gaya tolak menolak elektrostatik antara bagian-bagian yang diserang memperbesar molekul sehingga gel lebih kaku dan mengembang. Bila penambahan basa berlebihan gel akan menjadi encer karena kation-kation melindungi gugus karboksil dan gaya tolak menolak elektrostatik berkurang (Barry, 1993).