Efek lama pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.) : aplikasi desain faktorial - USD Repository

   

  

EFEK LAMA PENCAMPURAN DAN KECEPATAN PUTAR PROPELLER

MIXER TERHADAP SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL

A/M EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.) :

APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

  SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh: Yosephine Carolline

  NIM: 068114032

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

   

  

EFEK LAMA PENCAMPURAN DAN KECEPATAN PUTAR PROPELLER

MIXER TERHADAP SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL

A/M EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.) :

APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

  SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh: Yosephine Carolline

  NIM: 068114032

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

   

   

   

  

Halaman Persembahan

Saya memohon Kekuatan ..... Dan Tuhan memberi saya

Kesulitan-kesulitan untuk membuat saya kuat

  Saya memohon Kebijakan ... Dan Tuhan memberi saya persoalan untuk diselesaikan.

  Saya memohon Kemakmuran .... Dan Tuhan memberi saya Otak dan Tenaga untuk bekerja.

  Saya memohon Keteguhan hati ... Dan Tuhan memberi saya Bahaya untuk diatasi.

  Saya memohon Cinta dan Kasih sayang.... Dan Tuhan memberi saya orang-orang bermasalah untuk ditolong.

  Saya memohon Kemurahan/kebaikan hati.... Dan Tuhan memberi saya kesempatan-kesempatan dan tantangan untuk diatasi.

  Saya tidak memperoleh yg saya inginkan....... Tetapi ... Saya mendapatkan segala yang saya butuhkan...

  Karya ini kupersembahkan bagi: Jesus Christ My beloved parents, brothers, aunt”tutu” PEDASOP

  My beloved Tjun Liong

   

   

  PRAKATA

  Puji Syukur kepada Yesus Kristus dan Bunda Maria atas Roh Kudus, berkat, dan penyertaan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan baik. Laporan akhir ini disusun untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Farmasi (S.Farm).

  Penulis banyak mengalami kesulitan dan hambatan dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Namun dengan bantuan dari banyak pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir tersebut. Dengan kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terimakasih atas bantuan yang telah diberikan kepada :

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

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

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

  4. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku dosen penguji atas kesediaannya meluangkan waktu untuk menjadi dosen penguji serta atas kritik dan saran yang diberikan.

  5. Jeffry Julianus, M.Si, atas kesediaan untuk diskusi dan konsultasi.

  6. Enade Perdana Istyastono, atas bantuan dalam mendapatkan jurnal pendukung skripsi.

  7. Pihak Science Direct atas donasi jurnal pendukung skripsi.

   

  8. Papa, mama, tante tercinta “tutu”, dan kedua adikku (adi dan ajem) atas dukungan, kasih sayang, semangat, dan cintanya kepada penulis.

  9. Om Tedy, Om Suseno, beserta segenap anggota PEDASOP atas kesempatan, bantuan, dukungan, dan kasih sayangnya.

  10. Tjun Liong. S.Farm., Apt., atas segala cinta, semangat, kritik, saran, kasih sayang, waktu, dan atas segalanya yang telah diberikan.

  11. Vita, Dani, Lia sebagai teman satu tim atas bantuan, kerja sama, semangat, dan dukungannya.

  12. Feli, Ana, Desi, Pika, Dewi, Anggie, Dian, Pak Gatot, Bu Gatot, dan semua anak Kost pelangi atas semua kebersamaan dan dukungan selama ini.

  13. Linawati, Peni, dan Gentur sebagai sahabat atas bantuan, penyertaan, dan semangatnya beserta Sammy atas pinjaman printernya.

  14. Zi, Grace, dan Intan atas kebersamaan di dalam bimbingan “mami”.

  15. Teman-teman angkatan 2006 terutama kelompok A, teman-teman penelitian di lantai 1, Dar dan Novi atas suka dan duka yang kita lewati bersama atas kerja sama dan kebersamaanya.

  16. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Ottok, Mas Yuwono, Mas Padjiman, Pak Heru, Mas Wagiran, Mas Sigit, serta laboran-laboran lain atas bantuannya selama penulis menyelesaikan penelitian dan laporan akhir.

  17. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan akhir ini banyak kekurangan mengingat adanya keterbatasan kemampuan dan pengetahuan

    penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca.

  Penulis

   

   

  

INTISARI

  Sifat fisis dan stabilitas emulsi dipengaruhi oleh faktor proses pencampuran yaitu lama pencampuran dan kecepatan putar alat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek dari lama pencampuran dan kecepatan putar

  

propeller mixer serta interaksinya terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral

A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.).

  Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental murni dengan variabel

  2

  eksperimental ganda (desain faktorial 2 ) yang meliputi lama pencampuran (level rendah 5 menit dan level tinggi 15 menit) dan kecepatan putar (level rendah 300 rpm dan level tinggi 700 rpm). Parameter sifat fisis adalah percentiles 90% ukuran droplet, viskositas, dan indeks creaming. Parameter stabilitas fisis adalah pergeseran ukuran droplet setelah 1 bulan dan profil ukuran droplet, viskositas, dan indeks creaming selama 1 bulan. Signifikansi efek faktor terhadap respon dianalisis dengan menggunakan program Design Expert 7.1.4 dengan uji anova pada taraf kepercayaan 95%.

  Hasil analisis data menunjukkan bahwa efek faktor lama pencampuran dan kecepatan putar tidak signifikan terhadap respon ukuran droplet, viskositas, dan indeks creaming dengan nilai p>0,05 sedangkan interaksi lama pencampuran dan kecepatan putar mempunyai efek signifikan terhadap indeks creaming (p<0,05). Kata kunci : emulsi oral A/M, ekstrak etanol buah pare, efek, lama pencampuran, kecepatan putar propeller mixer, desain faktorial                                    

   

  

ABSTRACT

  Physical properties and stability of emulsion are influenced by mixing process factors which are divided into mixing time and propeller mixer’s mixing rate. This study aims to determine the effect of mixing time, propeller mixer’s mixing rate, and the interactions to physical properties and stability of Momordica charantia L. fruit ethanolic extract W/O oral emulsion.

  This study is a pure experimental design with multiple experimental

  2

  variables (2 factor designs) which includes the mixing time (5 minutes of low- level and 15 minutes of high level) and mixing rate (300 rpm of low level and 700 rpm of high level). The physical properties parameters are 90 percentile drop size, viscosity, and creaming index. Parameters of emulsion stability are the change in size of the drops after 1 month and drop size, viscosity, and creaming index profiles for 1 month. The significance effect on the response factors were analyzed by using Design Expert 7.1.4 Program with ANOVA test at 95% confidence internal.

  The result of data analysis showed that the effect of mixing time and mixing rate factor do not respond with the significant p values> 0.05, while the mixing rate and mixing rate of interactions have a significant effect on the creaming index (p <0.05).

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

   

  

DAFTAR ISI

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

  INTISARI ........................................................................................................... xi ABSTRACT ...................................................................................................... xii DAFTAR ISI .................................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xviii DAFTAR PERSAMAAN ................................................................................. xx DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xxi

  BAB I. PENGANTAR ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Perumusan Masalah ............................................................................ 4 C. Keaslian Penelitian ............................................................................. 4 D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 5 E. Tujuan Penelitian ................................................................................ 5

   

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA................................................................. 7 A. Pare (Momordica charantia L.) ......................................................... 7

  1. Keterangan botani .................................................................. 7

  2. Deskripsi umum ...................................................................... 7

  3. Komposisi kimia ..................................................................... 8

  4. Fungsi ..................................................................................... 8

  5. Aktivitas dari ekstrak pare ...................................................... 8

  6. Keamanan buah pare ............................................................... 9

  B. Emulsi ............................................................................................... 10

  C. Bahan Formulasi ............................................................................... 13

  1. Emulsifying agent (emulgator) ............................................. 13

  2. Virgin Coconut Oil (VCO) .................................................... 17

  3. Gliserin .................................................................................. 18

  4. Metil paraben ....................................................................... 19

  5. Larutan sukrosa ..................................................................... 20

  6. Aquadest ................................................................................ 21

  D. Sifat Fisis Emulsi ............................................................................. 21

  1. Ukuran droplet ...................................................................... 21

  2. Viskositas ............................................................................. 23

  E. Stabilitas Emulsi ............................................................................... 25

  1. Creaming dan sedimentasi ................................................... .26

  2. Flokulasi. ............................................................................... 27

  3. Coalescense dan cracking .................................................... .27

   

  4. Inversi ................................................................................... .28

  F. Pencampuran ..................................................................................... 30

  G. Desain Faktorial ............................................................................... 37

  H. Landasan Teori ................................................................................. 39

  I. Hipotesis ............................................................................................ 40

  BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 41 A. Jenis Rancangan Penelitian .............................................................. 41 B. Variabel Penelitian ........................................................................... 41 C. Definisi Operasional ......................................................................... 42 D. Alat Dan Bahan ................................................................................ 44 E. Alur Penelitian .................................................................................. 45 F. Tata Cara Penelitian .......................................................................... 47

  1. Verifikasi ekstrak etanol buah Pare dari PT.Javaplant, Surakarta, Indonesia ..................................................................... 47

  2. Pembuatan emulsi......................................................................... 48

  3. Uji sifat fisis dan stabilitas fisis emulsi ........................................ 50

  G. Analisis Data .................................................................................... 52

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 54 A. Verifikasi Ekstrak Etanol buah Pare ................................................ 54

  1. Ekstrak etanol buah Pare ....................................................... 54

  2. Ekstraksi daging buah Pare ................................................... 55

  3. Uji kualitatif dan perbandingan profil KLT kedua ekstrak etanol buah pare .................................................................... 56

   

  B. Pembuatan Emulsi ............................................................................ 58

  C. Pengujian Tipe Emulsi ..................................................................... 63

  D. Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi ...................................................... 65

  1. Karakterisasi sifat fisis emulsi .............................................. 65

  2. Stabilitas emulsi .................................................................... 71

  E. Efek Faktor Terhadap Respon Indeks Creaming, Ukuran Droplet, Pergeseran Ukuran Droplet, Viskositas, Dan Pergeseran Viskositas Desain Faktorial .............................................................. 83

  1. Percentile 90 ukuran droplet ................................................ 85

  2. Viskositas .............................................................................. 91

  3. Indeks creaming .................................................................. 95

  4. Pergeseran ukuran droplet .................................................... 97

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 101 A. Kesimpulan .................................................................................... 101 B. Saran .............................................................................................. 101 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 102 LAMPIRAN ................................................................................................... .109 BIOGRAFI PENULIS ................................................................................... .150

   

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Klasifikasi surfaktan berdasarkan nilai HLB ....................................... 14 Tabel II. Klasifikasi dispersibilitas di air berdasarkan nilai HLB .................... 15 Tabel III. Interim Standar Virgin Coconut Oil dari Asian dan Pacific Coconut

  Community (ACC) ........................................................................... 18 Tabel IV. Rancangan percobaan desain factorial dengan dua faktor dan dua level

  .......................................................................................................... 38 Tabel V. Formula emulsi ekstrak etanol buah pare untuk 100 g emulsi ........... 48 Tabel VI. Percobaan desain faktorial ................................................................ 49 Tabel VII. Hasil perhitungan nilai Rf uji KLT ................................................. 57 Tabel VIII. Karakterisasi sifat fisis dan stabilitas emulsi ................................. 63 Tabel IX. Hasil uji repeated ANOVA respon profil ukuran droplet ................ 79 Tabel X. Hasil uji Friedman respon profil viskositas ....................................... 79 Tabel XI. Hasil uji Friedman respon profil indeks creaming ........................... 79 Tabel XII. Post Hoc hasil respon profil indeks creaming ................................. 80 Tabel XIII. Efek dan % Kontribusi Faktor terhadap Respon ............................ 84 Tabel XIV. Persamaan desain faktorial ............................................................ 85 Tabel XV. Hasil uji signifikansi efek dan nilai p ukuran droplet ..................... 90 Tabel XVI. Hasil uji signifikansi efek dan nilai p viskositas ............................ 95 Tabel XVII. Hasil uji signifikansi efek dan nilai p indeks creaming................ 97 Tabel XVIII. Hasil uji signifikansi efek dan nilai p pergeseran ukuran droplet ........................................................................................................................... 99

   

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Tanaman pare .................................................................................... 7 Gambar 2. Tipe-Tipe Emulsi............................................................................. 11 Gambar 3. Tween 80 ......................................................................................... 15 Gambar 4. Span 80 ............................................................................................ 16 Gambar 5. Gliserin ............................................................................................ 18 Gambar 6. Metil paraben................................................................................... 19 Gambar 7. Sukrosa ............................................................................................ 20 Gambar 8. Grafik distribusi frekuensi ukuran droplet ...................................... 23 Gambar 9. Tipe-Tipe Distribusi Ukuran Droplet .............................................. 23 Gambar 10. Fenomena Ketidakstabilan Emulsi ................................................ 29 Gambar 11. High Pressure Homogenizer ......................................................... 34 Gambar 12. Ultra Turrax ................................................................................... 35 Gambar 13. Ultra Turrax ................................................................................... 35 Gambar 14. Propeller mixer ............................................................................. 35 Gambar 15. Planetary mixer ............................................................................ 36 Gambar 16. Sigma blade mixer ......................................................................... 36 Gambar 17. Branson B-32 Ultra Sonic Bath ..................................................... 37 Gambar 18. Skema alur penelitian .................................................................... 46 Gambar 19. Hasil uji kualitatif dengan KLT pada UV 254 nm ........................ 57 Gambar 20. Mekanisme kerja Tween 80 dan Span 80 pada emulsi A/M ......... 60 Gambar 21. Hasil pengujian tipe emulsi dengan methylen blue ....................... 64 Gambar 22. Distribusi ukuran droplet selama 1 bulan .................................... 74

    Gambar 23. Profil viskositas selama 1 bulan .................................................... 74 Gambar 24. Profil indeks creaming selama 1 bulan ......................................... 75 Gambar 25. Grafik hubungan efek faktor lama pencampuran dan kecepatan putar terhadap respon ukuran droplet 24 jam ........................................ 87 Gambar 26. Grafik hubungan efek faktor terhadap respon viskositas 24 jam ........................................................................................................................... 93 Gambar 27. Grafik hubungan efek faktor terhadap respon indeks creaming 24 jam ........................................................................................................................... 96 Gambar 28. Grafik hubungan efek faktor lama pencampuran dan kecepatan putar terhadap respon pergeseran ukuran droplet ................................. 99                                              

   

  

DAFTAR PERSAMAAN

  Persamaan (1). Persamaan Einstein .................................................................. 24 Persamaan (2). Persamaan Hukum Stokes ........................................................ 29 Persamaan (3). Persamaan desain faktorial ....................................................... 37 Persamaan (4). Persamaan pergeseran ukuran droplet ...................................... 51 Persamaan (5). Persamaan indeks creaming ..................................................... 52 Persamaan (6). Persamaan desain faktorial ukuran droplet .............................. 85 Persamaan (7). Persamaan desain faktorial viskositas ...................................... 85 Persamaan (8). Persamaan desain faktorial indeks creaming ........................... 85 Persamaan (9). Persamaan desain faktorial pergeseran ukuran droplet ............ 85                                          

   

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Certificate of Analysis ................................................................ 109 Lampiran 2. Flow chart dari Javaplant ........................................................... 110 Lampiran 3. Perhitungan Konsentrasi Ekstrak Etanol Buah Pare, perhitungan

  HLB, dan Perhitungan Bahan .................................................. 112 Lampiran 4. Notasi desain faktorial dan percobaan desain faktor .................. 113 Lampiran 5. Data verifikasi ekstrak etanol buah Pare .................................... 114 Lampiran 6. Data Uji Sifat Fisis dan Stabilitas Fisis Emulsi Oral Ekstrak Etanol

  Daging Buah Pare ..................................................................... 114 Lampiran 7. Hasil analisis data ukuran droplet dengan SPSS 13.0 ................ 119 Lampiran 8. Hasil uji normalitas data respon ................................................. 131 Lampiran 9. Hasil uji repeated ANOVA, Friedman dan Post Hoc masing-masing formula ....................................................................................... 131 Lampiran 10. Hasil uji ANOVA, perhitungan efek faktor, persamaan desain faktorial, dan normal plot dengan Design Expert 7.1.4 ........ 139 Lampiran 11. Dokumentasi ............................................................................. 147  

   

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Salah satu tanaman obat yang sering dimanfaatkan dalam pengobatan

  adalah pare (Momordica charantia L.). Di Indonesia, pare biasa digunakan untuk menurunkan panas, sariawan, demam, disentri, eksim basah, wasir, dan biasa digunakan sebagai sayur. Pare biasa digunakan untuk mengobati diabetes di Filipina dan mengobati luka di Turki. Masyarakat India memanfaatkan sebagai antimalaria, peluruh batu ginjal, psoriasis, rematik, dan sebagai antifertilitas pria.

  Di Amerika dan Brazil pare dimanfaatkan sebagai antibakteri dan antivirus (Anonim, 2007; Abalaka et al., 2009). Selain itu pare memiliki aktivitas antiviral, antineoplastik, anti infeksi (Basch, Gabardi, Ulbricht, 2003; Gurbuz dan Bilge, 2000; Chaturvedi, 2005; Manitto, 1981; Anonim, 2006; Liu, 1993).

  Kandungan kimia yang terdapat dalam pare antara lain alkaloid, diosgenin, kukurbitasin, cucurbitin, momorcharin, asam linoleat, asam linolenat, momordicosida, dan asam oleanat (Taylor,L., 2002), v-insulin, momorcharin alfa dan beta (Khanna et al., Manitto, P., 1981; Anonim, 2006; Liu, 1993).

  Potensi buah pare sangat menjanjikan untuk dikembangkan dalam pengobatan dan pengembangan ekstrak etanol buah pare terkait dengan aktivitas yang diinginkan membutuhkan bentuk sediaan yang siap digunakan dalam uji klinik pada manusia. Tantangan dalam pengembangan bentuk sediaan oral ekstrak etanol pare adalah pada rasa pahit yang diduga disebabkan oleh kandungan kukurbitasin (Metcalf, Metcalf, Rho-des, 1980) dan kelarutan ekstrak etanol pare di dalam air yang cukup besar. Dengan demikian rasa pahit tersebut akan menyebabkan ekstrak etanol buah pare tidak nyaman digunakan bila diformulasikan dalam sediaan larutan sederhana atau sediaan seduhan bubuk.

  Dalam penelitian ini, ekstrak etanol buah pare diformulasikan dalam bentuk sediaan emulsi tipe A/M. Pertimbangan utama pemilihan bentuk sediaan emulsi sistem A/M adalah kukurbitasin yang terkandung dalam ekstrak etanol buah pare akan berada sebagai droplet air yang berada di dalam medium kontinyu minyak dengan demikian rasa pahit yang merupakan sifat kukurbitasin akan tertutupi. Hal ini karena terjadi halangan difusi kukurbitasin ke saliva oleh medium minyak sehingga rasa pahit dapat ditutupi. Emulsi A/M juga dapat melindungi protein MAP30 (Momordica Antiviral Protein 30) dan v-insulin yang terdapat dalam pare dari degradasi (Arnold, M.R., Schwartz, M., 2008). Selain itu, emulsi tipe A/M ini akan menjadi dasar bagi pengembangan bentuk sediaan ekstrak etanol buah pare yang lain, seperti krim tipe A/M untuk penggunaan secara topikal terkait aktivitas sebagai wound healing dan mengobati penyakit kulit dan pengembangan bentuk sediaan yang mampu memberikan efek prolonged

  

release terkait aktivitas sebagai antidiabetes, antivirus, dan sebagai vehicle dalam

kemoterapi kanker (Swarbrick, James, 1992).

  Emulsi terdiri dari 2 fase, yaitu fase minyak dan fase air dimana salah satu fase terdispersi dalam fase yang lain. Proses pendispersian kedua fase tersebut dibantu oleh proses pencampuran yang optimal sehingga proses dispersi dapat berlangsung baik dan terbentuk emulsi yang baik. Hal ini karena emulsi memiliki sistem reologi non-Newtonian sehingga reologi dan viskositas sangat dipengaruhi oleh berbagai proses pencampuran terutama oleh adanya gaya geser yang dihasilkan dari kecepatan putar alat (Amiji, Beverly, 2003).

  Ada banyak faktor dalam proses pencampuran yang sangat berperan dalam sifat fisis dan stabilitas emulsi yang dihasilkan yaitu lama pencampuran, suhu, dan kecepatan putar propeller mixer. Faktor yang dipilih di dalam penelitian ini meliputi lama pencampuran dan kecepatan putar. Hal ini disebabkan energi kinetik yang dihasilkan oleh kecepatan putar alat akan memberikan gaya geser yang akan mempengaruhi pergerakan partikel dan viskositas sediaan. Peningkatan gaya geser yang disebabkan oleh peningkatan kecepatan geser akan mengakibatkan viskositas menjadi semakin turun akibatnya emulsi menjadi encer dan proses pencampuran semakin mudah. Lama pencampuran menenetukan proses pendispersian dan kehomogenan dispersi yang terjadi. Lama pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer dapat mempengaruhi ukuran droplet, distribusi ukuran dropletl, dan viskositas emulsi yang dihasilkan (Lieberman, Rieger, dan Banker, 1996).Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dievaluasi efek lama pencampuran dan kecepatan putar terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi yang dihasilkan.

  Proses pencampuran merupakan proses yang simultan dan terjadi akibat hubungan antara kedua faktor (lama pencampuran dan kecepatan putar propeller

  

mixer) yang diteliti. Oleh karena itu diperlukan suatu metode penelitian yang

  memungkinkan untuk mengamati kedua faktor secara simultan tanpa membuat salah satu faktor konstan sehingga dapat diketahui efek dari faktor secara simultan dan adanya interaksi dari kedua faktor. Desain penelitian yang dipilih adalah desain faktorial (Amstrong, James, 1996).

  Desain penelitian ini akan didasarkan pada metode desain faktorial pada

  2

  dua level dan dua faktor (Full Factorial Design 2 ). Lama pencampuran dan kecepatan putar adalah faktor yang diteliti sedangkan level yang diteliti dari lama pencampuran dan kecepatan putar meliputi level rendah dan tinggi. Kebermaknaan pengaruh lama pencampuran dan kecepatan putar dalam parameter-parameter terukur emulsi A/M akan dianalisis dengan program Design

  Expert 7.1.4 untuk menganalisis signifikansi efek dari faktor yang diteliti.

B. Permasalahan

  Apakah variasi lama pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer pada level yang diteliti memberikan efek yang signifikan terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.) dengan aplikasi desain faktorial?

C. Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang

  

Efek Lama Pencampuran dan Kecepatan Putar Propeller Mixer terhadap

Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi Oral A/M Ekstrak Etanol Buah Pare

(Momordica charantia L.): Aplikasi Desain Faktorial belum pernah dilakukan.

D. Manfaat penelitian 1. Manfaat teoritis

  Menambah informasi bagi ilmu pengetahuan mengenai efek proses pencampuran (lama pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer) terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica

  charantia L.) dengan aplikasi desain faktorial 2.

   Manfaat metodologis

  Menambah informasi mengenai penggunaan metode desain faktorial dalam mengamati efek proses pencampuran terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi 3.

   Manfaat praktis

  Menambah informasi mengenai efek proses pencampuran terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica

  

charantia L.) sehingga dihasilkan emulsi dengan sifat yang diinginkan dan dapat

  diterima oleh konsumen E.

   Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum

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

2. Tujuan khusus

  Untuk mengetahui signifikansi efek proses pencampuran yang meliputi lama pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.) dengan aplikasi desain faktorial.

   

  

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA 1. Pare 1. Keterangan botani Kingdom : Plantae Subkingdom : Tracheobionta Divisio : Spermatophyta Subdivision : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Subclass : Dilleniidae Ordo : Cucurbitales Gambar 1. Tanaman pare (Anonim, 2005) Family : Cucurbitaceae Genus : Momordica Species : Momordica charantia L. Synonims :Momordica chinensis, M. elegans, M. indica, M. operculata, M. sinensis, Sicyos fauriel (Taylor, L., 2002) 2.

   Deskripsi umum

  Pare banyak terdapat di daerah tropika, tumbuh baik di dataran rendah dan dapat ditemukan tumbuh liar di tanah terlantar, tegalan, dibudidayakan atau ditanam di pekarangan dengan dirambatkan di pagar, untuk diambil buahnya. (Taylor, L., 2002).

  3. Komposisi kimia

  Kandungan kimia yang terdapat dalam ekstrak etanol pare antara lain alkaloid, diosgenin, kukurbitasin, cucurbitin, momorcharin, asam linoleat, asam linolenat, momordicosida, asam oleanat, tannin, glikosida, (Taylor, L., 2002; Odebivi dan Sofowora, 1978; Trease dan Evans, 1989).

  Buah pare (Momordica charantia L.) yang diekstraksi dengan etanol mengandung kukurbitasin K (C H O ) dan L (C H O ) yang menyebabkan

  37

  58

  9

  36

  58

  9

  rasa pahit dan kukurbitasin F (C H O ), F (C H O8), G (C H O 2), dan I

  1

  45

  68

  

12

  2

  36

  58

  45

  68

  1 (C H O ) yang tidak menyebabkan rasa pahit (Okabe, et al.., 1982).

  36

  58

  8 4.

   Fungsi

  Pare memiliki khasiat sebagai antibakteri, antidiabetik, antiinflamasi, antifertilitas, antioksidan, antitumor, dan imunostimulan (Taylor, L., 2002).

  5. Aktivitas dari ekstrak pare

  Ekstrak etanol pare memiliki kandungan senyawa kukurbitasin yang dapat menurunkan kualitas dan jumlah sel sperma sehingga dapat berperan sebagai penghambat spermatogenesis dan bersifat reversibel (Jackson dan Jones,1972). Menurut penelitian Wardojo (1990), ekstrak etanol buah pare dapat mempengaruhi morfologi dan motilitas spermatozoa tikus percobaan. Pemberian ekstrak buah pare 750 mg/kgbb/hari selama 14 hari dapat mempengaruhi kualitas spermatozoa yaitu, terjadinya aglutinasi antar kepala, gerak di tempat dan gerak melingkar. Pengaruh ekstrak buah pare terhadap penghambatan spermatogenesis tersebut bersifat sementara (reversibel) (Sutyarso, 1992; Jackson dan Jones, 1972).

  Aktivitas hipoglikemik dari ekstrak etanol buah pare dengan dosis 500 mg/kgBB dapat menurunkan glukosa darah sebesar 10-15 % setelah 1 minggu bila dibandingkan dengan aktivitas dari tolbutamide dan sulphonylurea (Biyani et

  

al. , 2003). Berdasarkan uji klinik dengan perbandingan aktivitas ekstrak buah pare

  dan metformin serta glibenklamid, penurunan glukosa darah oleh ekstrak buah pare sekitar 10-21% (Tongia, Sudhir, Mangala, 2004). Efek hipoglikemik dari buah pare disebabkan adanya kandungan senyawa protein like insulin atau biasa disebut vegetable insulin (v-insulin) (Khanna et al., 1974).

  Ekstrak etanol dari buah pare bersifat toksik terhadap larva udang

  

Artemia salina L. dengan LC 230 ppm sehingga dapat berfungsi sebagai agen

  50 sitotoksik (Rita, W.S., I.W. Suirta, Sabikin,A., 2008).

  Pare juga digunakan secara topikal pada kulit untuk mengobati penyakit vaginitis, hemorrhoids, scabies, eksim, dan penyakit kulit lainnya (Gislene et al., 2000).

  Aktivitas antibakteri ekstrak etanol buah pare ditunjukkan melalui

  

Minimum Inhibitory Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal

  (MBC). MIC ekstrak etanol buah pare terhadap S. pyogenes adalah

  Concentration

  0,1 mg/ml sedangkan MBC dari ekstrak etanol buah pare adalah 10 mg/ml terhadap Staphylococcus aureus dan Streptococcus pyogenes dan 100 mg/ml terhadap Salmonella typhi dan Escherichia coli (Abalaka et al., 2009).

6. Keamanan ekstrak buah pare

  Berdasarkan studi toksikologi menunjukkan bahwa pare (Momordica

  

charantia L.) aman untuk kesehatan manusia dan tidak memiliki efek toksik

  (Chopra, Nayar, Chopra, 1956). Pemberian ekstrak buah pare 750 mg/kgBB terkait aktivitas sebagai antispermatogenesis belum mempengaruhi faal hati tikus percobaan sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan 750 mg/kgBB ekstrak buah pare sebagai bahan kontrasepsi pria masih aman terhadap organ hati (Adimunca, C., 1996).

  Menurut penelitian Saribulan (1993), tingkat toksisitas ekstrak metanol buah pare termasuk kategori praktis tidak toksik yaitu terletak pada rentang (5-15 g/kg).

  A. Emulsi

  Emulsi adalah sistem dispersi kasar dari dua atau lebih cairan yang tidak campur satu sama lain, di mana yang satu hidrofil sedangkan yang lain menunjukkan karakter lipofil (Ansel, 1989). Cairan yang terdispersi sebagai droplet merupakan fase internal dan cairan yang merupakan medium tempat terdispersinya droplet merupakan fase eksternal (Hoover, J.E., 1976). Ada 2 macam tipe emulsi, yaitu tipe emulsi A/M dengan fase dalam air dan fase luar minyak dan tipe emulsi M/A dengan fase dalam minyak dan fase luar air (Ansel, H.C.,1989).

  Menurut Hoover, J.E., (1976), emulsi adalah suatu sistem heterogen yang terdiri dari dua cairan yang saling tidak campur, yang satu terdispersi dalam yang lain dalam bentuk droplet kecil yang mempunyai diameter pada umumnya lebih dari 0,1 µm.

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

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

  Gambar 2. Tipe-Tipe Emulsi (Hoover, J.E., 1996) Ada beberapa teori emulsifikasi yang umum digunakan untuk menjelaskan mekanisme kerja emulgator dalam proses pembentukan emulsi

  (emulsifikasi) dan menjaga stabilitas emulsi. Teori-teori emulsifikasi tersebut adalah sebagai berikut:

1. Teori tegangan permukaan (Surface-Tension Theory)

  Teori ini menyatakan bahwa semua cairan cenderung diasumsikan sebagai suatu bentuk yang memiliki luas permukaan dalam jumlah minimal yang dapat berinteraksi. Di dalam droplet-droplet bulat yang terbentuk, terdapat suatu gaya internal yang dapat meningkatkan hubungan dari molekul-molekul zat untuk menahan distorsi dari droplet menjadi bentuk yang kurang bulat. Jika dua atau lebih droplet yang sama bertemu maka terdapat kecenderungan untuk bergabung membentuk suatu droplet yang lebih besar dengan luas permukaan yang lebih kecil (Ansel, H.C., 1989).

  Zat yang dapat menurunkan tegangan permukaan dapat mengecilkan ukuran droplet atau partikel disebut sebagai surfaktan. Berdasarkan teori tegangan permukaan, penggunaan emulgator dapat menurunkan tegangan permukaan dari dua fase cairan yang tidak bercampur dengan cara mengurangi gaya tolak- menolak dari partikel masing-masing fase (Ansel, H.C., 1989).

  2. Oriented Wedge Theory

  Teori ini mengasumsikan adanya suatu lapisan monolayer emulgator yang mengelilingi droplet fase internal. Teori ini berdasarkan pada kecenderungan adanya orientasi tertentu dari masing-masing bagian emulgator tergantung pada kelarutan bagian-bagian (hidrofilik atau lipofilik). Dalam suatu sistem yang mengandung dua cairan yang tidak bercampur, emulgator akan memilih larut dalam salah satu fase dan terikat kuat dalam fase tersebut dibandingkan fase lainnya.(Ansel, H.C., 1989).

  Orientasi molekul emulgator tergantung pada bentuk, ukuran droplet, dan karakteristik kelarutan dan orientasi ini akan mengakibatkan terselubunginya droplet minyak atau air oleh emulgator (Ansel, H.C., 1989).

  3. Plastic or interfacial film theory

  Berdasarkan toeri ini, emulgator akan berada di permukaan antara fase minyak dan air sebagai suatu lapisan tipis film yang teradsorpsi pada permukaan droplet. Lapisan film yang terbentuk akan mengelilingi droplet fase internal dan mencegah terjadinya kontak dan bergabungnya fase terdispersi. Semakin kuat dan fleksibel lapisan film tersebut maka semakin stabil emulsi yang terbentuk. Pembentukan emulsi tipe A/M atau M/A tergantung pada derajat kelarutan emulgator dalam kedua fase tersebut, emulgator yang larut dalam air akan memicu terbentuknya emulsi M/A dan begitu pula sebaliknya (Ansel, H.C.,1989).

  4. Teori lapisan listrik rangkap

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

  5. Teori Pasak

  Teori ini mempertimbangkan bangun geometrik emulgator dan menjelaskan mengapa suatu emulgator menyebabkan pembentukan emulsi M/A, yang lain emulsi A/M (Voigt, R., 1994).

B. Bahan Formulasi

1. Emulsifying agent (emulgator)

  Emulgator merupakan surfaktan yang mampu mengurangi tegangan antarmuka antara minyak dan air serta meminimalkan energi permukaan dari droplet yang terbentuk (Allen, L.V., 2002). Emulgator merupakan suatu molekul yang mempunyai rantai hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Emulgator akan dapat menarik fase minyak dan fase air sekaligus dan akan menempatkan diri di antara kedua fase tersebut (Friberg dan Goldsmith, 1968).

  Emulgator bekerja dengan membentuk lapisan film di sekeliling butir- butir tetesan yang terdispersi dan film ini berfungsi mencegah terjadinya koalesen maupun terpisahnya cairan dispers (Anief, M., 1989).

  Penggunaan campuran dua macam emulgator biasanya lebih stabil dibandingkan dengan penggunaan emulgator tunggal dengan menjumlahkan HLB secara langsung. Emulgator dapat dicampurkan dengan perbandingan dan proporsi yang sesuai (Allen, 2002). Kombinasi Tween dan Span dengan perbandingan dan proporsi tertentu digunakan untuk menghasilkan emulsi yang stabil sesuai dengan tipe emulsi yang diinginkan (Martin, Swarbick, dan Cammarata,1993).

  Pemilihan emulgator didasarkan pada sistem HLB yang dimiliki oleh emulgator. Sistem HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) adalah suatu nilai polaritas dari surfaktan (Kim, 2005). Nilai HLB menerangkan keseimbangan hidrofil – lipofil yang diberikan dari ukuran dan kuatnya gugus lipofil dan gugus hidrofil (Voigt, R., 1994).

  Tabel I. Klasifikasi surfaktan berdasarkan nilai HLB HLB Penggunaan

  1-3 Antifoaming agent 3-6 W/O emulsifying agent 7-9 Wetting Agent 8-16 O/W emulsifying agent 13-15 Detergent 15-18 Solubilizing agent

  (Kim, 2005) Tabel II. Klasifikasi dispersibilitas di air berdasarkan nilai HLB HLB Dispersibilitas di air

  1-4 Tidak 3-6 Jelek 6-8 Dispersi seperti susu yang bersifat tidak stabil 8-10 Dispersi seperti susu yang bersifat stabil 10-13 Dispersi translucent >13 Larutan jernih

  (Kim, 2005) Dalam penelitian ini, digunakan kombinasi Tween 80 dan Span 80 untuk menghasilkan emulsi tipe A/M dengan nilai HLB 6.

  a. Polioksietilen Sorbitan Monooleat (Tween 80).

  Gambar 3. Tween 80 (Aulton, 2002) Tween 80 merupakan ester oleat dari sorbitol di mana tiap molekul anhidrida sorbitolnya berkopolimerisasi dengan 20 molekul etilenoksida

  (anhidrida sorbitol : etilenoksida = 1:20). Tween 80 merupakan cairan kental berwarna kuning muda sampai kuning sawo (Anonim, 1993), berbau karamel yang dapat menyebabkan pusing (Greenberg, 1954), panas, dan kadang-kadang pahit dan nilai HLB 15 (Anonim, 1993).