BAB II 2. STUDI PUSTAKA 2. 1. Tinjauan Pustaka 2. 1. 1. Tomat Tomat (Solanum lycopersicum) tergolong buah karena merupakan bagian tanaman yang bisa dimakan, yang mengandung biji atau benih, sementara sayuran adalah bagian daun, akar dan stem (batang) tanaman yang bisa dimakan (2). Tanaman ini tidak tahan hujan dan tidak tahan pada sinar matahari yang berkepanjangan, tumbuh subur ditanah yang gembur. Tumbuh tegak atau bersandar pada tanamaan lain, tinggi 0,7 – 2,0 m bercabang banyak, berbulu, dan berbau khas yang kuat. Batang bulat, berbulu kasar warnanya hijau keputihan. Daun majemuk menyirip, letak berseling,
bentuknya bundar telur sampai memanjang, ujung
runcing, pangkal membulat, berwarna hijau dan berbulu. Kuntum bunganya terdiri dari lima helai daun kelopak dan lima mahkota. Bunga tanaman tomat berwarna kuning. Bentuk buahnya beragam ada yang berbentuk bulat, bulat lonjong, bulat pipih, atau oval. Buah yang masih muda berwarna hijau muda sampai hijau tua. Sementara itu, buah yang sudah tua berwarna merah cerah atau gelap, merah kekuning-kuningan, atau merah kehitaman. Buahnya memiliki daging buah yang lembut, lunak, dan kadangkadang banyak mengandung biji. Buah tomat memiliki rasa manis, asam, dan sedikit dingin (7).
Klasifikasi ilmiah : Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Klas
: Dicotylodenae
Ordo
: Tubiflorae
Sub ordo
: Myrtales
Famili
: Solanaceae
Genus
: Lycopersium
4
5
Spesies
: Lycopersicon esculentum Mill
Sinonim
: Lycopersium licopersiu
Buah tomat yang sudah matang
Gambar 2.1. Tanaman tomat (8) Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu produk hortikultura yang berpotensi, menyehatkan dan mempunyai prospek pasar yang cukup menjanjikan. Tomat paling sering dikonsumsi dalam program diet Amerika. Tomat, baik dalam bentuk segar maupun olahan, memiliki komposisi zat gizi yang cukup lengkap dan baik. Dari data epidemiologi peningkatan konsumsi tomat dan mengurangi risiko untuk kedua penyakit jantung dan kanker prostat
(9)
. Senyawa yang terkandung
dalam tomat yang bertindak sebagai antioksidan polifenol, karotenoid dan vitamin c. Polifenol pada tomat sebagian besar terdiri dari flavonoid, sedangkan jenis karotenoid yang dominan adalah pigmen likopen. Senyawa-senyawa antioksidan tersebut dapat menghambat proses oksidasi yang dapat menyebabkan penyakit kronis dan degeneratif (10,9). Kandungan senyawa dalam buah tomat antara lain polifenol, karotenoid, dan vitamin C dan E yang dapat bertindak sebagai antioksidan. Polifenol pada tomat sebagian besar terdiri dari flavonoid, sedangkan jenis karotenoid yang dominan adalah pigmen likopen. Likopen merupakan pigmen alami yang disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme kecuali hewan, merupakan senyawa karotenoid, bentuk isomer asiklik dari β-karoten yang bertanggung jawab terhadap warna merah pada tomat dan buah-buahan berwarna merah lainnya seperti jambu, pepaya dan semangka (9,10).
6
Rumus molekul dari likopen yaitu C40H56 dengan berat molekul 536,85 Da dan titik cair 172°C – 175°C. Struktur kimia likopen merupakan rantai tak jenuh dengan rantai lurus hidrokarbon terdiri dari tiga belas ikatan rangkap, dua belas diantaranya ikatan rangkap terkonjugasi, sementara dua ikatan rangkap sisanya tidak terkonjugasi (11).
Gambar 2.2 Struktur likopen
2. 1. 2. Antioksidan Antioksidan merupaka zat yang dapat melindungi kerusakan sel-sel yang disebabkan molekul tidak stabil yang dikenal sebagai radikal bebas. Antioksidan akan berinteraksi dan menstabilkan radikal bebas dan dapat mencegah beberapa kerusakan yang disebabkan radikal bebas. Kerusakan yang ditimbulkan oleh radikal bebas dapat menimbulkan kanker. Contoh zat antioksidan yaitu beta-karoten, likopen, vitamin C, E, A dan zat lainnya (12). Berdasarkan sumbernya , antioksidan dibagi menjadi dua, yaitu antioksidan alami yang berasal dari dalam tubuh (endogen) dan antioksidan sintesis yang berasal dari luar tubuh (eksogen). Tubuh dapat kekurangan antioksidan endogen sehingga diperlukan tambahan antioksidan eksogen, baik pada kulit maupun dalam bentuk makanan suplemen yang mengandung antioksidan (13). Kebutuhan antioksidan kini lebih tinggi mengingat peningkatan paparan radikal bebas seperti polusi, asap rokok, obat, penyakit, stres dan bahkan olahraga dapat meningkatkan radikal bebas eksposur (14). Secara umum antioksidan berperan menghancurkan radikal bebas yang merusak sel. Antioksidan berfungsi mencegah kerusakan dan melindungi protein sel jaringan serta organ, yaitu mencegah penuaan, mencegah penyakit jantug, mencegah kebutaan, serta menguatkan sistem imun tubuh. Khusus bagi kulit, antioksidan dapat mencegah proses penuaan dini,
7
memperlambat proses penuaan alami, melawan sel kanker, eritem akibat radiasi sinar ultraviolet, mengurangi kerut, serta hiperpigmentasi sehingga kulit sehat dan awet muda. Oleh karena itu, antioksidan menjadi sangat penting untuk meningkatkan kualitas hidup manusia (13). 2. 1. 3. HLB (Hidrophilic-Lipophilic Balance) Hidrophilic-Lipophilic Balance (HLB) adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara grup hidrophil dan lipophil pada surfaktan. Angka HLB yang berbeda menunjukkan perbedaan sifat surfaktan. Hidrophilic-Lipophilic Balance (HLB) digunakan sebagai petunjuk memilih suatu emulsifier untuk berbagai macam kegunaan. Emulsifiers dengan HLB rendah cocok untuk water-in-oil (W/O) emulsion, sedangkan yang mempunyai HLB tinggi cocok untuk oil-in-water (O/W) emulsion
(6)
. Nilai HLB surfaktan yang berbeda selain menunjukkan sifat juga
menunjukkan fungsi surfaktan yang berbeda. Makin tinggi nilai HLB suatu zat, makin hidrofilik zat tersebut (5). Berdasarkan surfaktan yang terispersi dalam air ada 4 golongan, yaitu surfaktan anionik yang bermuatan negatif, surfaktan kationik yang bermuatan positif, surfaktan nonionik yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif tergantung pH. Tabel 2.1. Klasifikasi Surfaktan Non Ionik Berdasarkan Terdispersi dalam Air Nilai HLB 1-3 3-6 6-9 9-12 12-15 15-20
Tipe Anti foam Emulgator A/M Zat pembersih Emulgator M/A Zat pembersih Pembantu kelarutan
Dispersi dalam air Tidak terdispersi Sedikit terdispersi Dispersi seperti susu Dispersi seperti susu Stabil Dispersi murni Larutan murnikaloid murni
2. 1. 4. Krim Krim adalah bentuk sediaan setengah padat mengandung satu atau lebih bahan obat terlarut atau terdispersi ke dalam bahan dasar yang sesuai dan mempunyai konsistensi relatif cair yang diformulasikan sebagai emulsi air dalam minyak atau
8
minyak dalam air
(15)
. Krim biasanya digunakan sebagai emolien atau pemakaian
obat pada kulit. Emulsi jenis minyak dalam air lebih disukai karena sifatnya yang mudah dibersihkan dari pada kebanyakan salep. Secara garis besar sediaan krim terdiri dari 3 komponen yaitu bahan aktif, bahan dasar dan bahan pembantu. Emulgator atau surfaktan dalam sediaan krim berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan antara kedua fase yang tidak saling bercampur tersebut yang bekerja dengan mengurangi gaya tarik-menarik antar molekul dari kedua fase tersebut sehingga fungsi emulgator tersebut berkenan dengan peningkatan stabilitas emulsi. Selain itu, untuk meningkatkan stabilitas suatu sediaan krim biasanya mengandung bahan-bahan tambahan lain seperti pengawet, pengkelat, pengental, pelembab (humektan), pewarna, dan pewangi serta bahan-bahan lain yang dapat ditambahkan untuk memperoleh suatu sediaan krim yang baik (16). Dalam membuat formulasi suatu sediaan krim yang baik kesesuaian sifat bahan-bahan yang dipilih harus diperhatikan, kesesuaian sifat antara bahan aktif dengan bahan pembawanya (basis). Suatu krim terdiri atas bahan aktif dan bahan dasar (basis) krim. Bahan dasar terdiri dari fase minyak dan fase air yang dicampur dengan penambahan bahan pengemulsi (emulgator) kemudian akan membentuk basis krim. Selain itu dalam suatu krim untuk menunjang dan menghasilkan suatu karakteristik formula krim yang diinginkan, maka sering ditambahkan bahan-bahan tambahan antara lain, pengawet, pengkelat, pengental, pewarna, pelembab, pewangi, dan sebagainya (16) Stabilitas merupakan kemampuan suatu produk obat atau kosmetik untuk bertahan selama penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian produk dalam spesifikasi yang diterapkan. Sedangkan definisi sediaan kosmetik yang stabil adalah suatu sediaan yang masih berada dalam batas yang dapat diterima selama periode waktu penyimpanan dan penggunaan, dimana sifat dan karakteristiknya sama dengan yang dimilikinya pada saat dibuat. Sediaan kosmetik tidak dapat diterima lagi karena adanya perubahan fisika, perubahan kimia dan perubahan kandungan mikroorganisme (14).
9
2.1.5. Bahan 2. 1. 5. 1. Setil Alkohol Setil alkohol dalam krim digunakan sebagai bahan pengemulsi dan bahan pengeras dalam sediaan topikal (krim). Setil alkoholdapat meningkatkan kestabilan sediaan. Sebagai bahan pengeras konsentrasi umum yang digunakan 2-10% dan sebagai bahan pengemulsi digunakan konsentrasi 2-5%. Kelarutannya sangat mudah larut dalam etanol 95% dan eter. Kelarutannya akan menignkat jika suhu dinaikkan. Titik lelehnya 45-52°C (16).
Gambar 2.3 Struktur Setil Alkohol 2. 1. 5. 2. Parafin Cair Parafin dalam sediaan topikal digunakan untuk meningkatkan titik leleh atau menigkatkan pengerasan (bahan pengeras). Parafin nama umum untuk hidrokarbon alkana dengan formula CnH2n+2. Molekul parafin paling simpel adalah metana, CH4. Kelarutan larut dalam klorofom, eter campuran minyak, sedikit larut dalam etanol, praktis tidak larut dalam etanol 95%, aseton, dan air. Parafin tidak menyebabkan toksik maupun iritasi (16).
Gambar 2.4. struktur Parafin 2. 1. 5. 3. Tween 80 dan Span 80 Tween 80 dan Span 80 yang berfungsi sebagai emulgator agar stabilitas krin terjaga. Tween 80 dan Span 80 merupakan campuran surfaktan non ionic yang sistem kerjanya sebagai bahan pengemulsi adalah menjaga keseimbangan antara
10
gugus hidrofil dan lipofil . Tween merupakan emulgator hidrofilik sedangkan Span emulgator lipofilik (6).
Gambar 2.5. Struktur Tween 80
Gambar 2.6. Struktur Span 80 2. 1. 5. 4. Metil Paraben (Nipagin) Metil paraben biasanya digunakan sebagai bahan pengawet dalam formulasi, produk makanan, dan terutama dalam kosmetik. Dapat digunakan sendiri maupun dikombinasikan dengan jenis paraben lain. Efektifitas metil paraben memiliki rentang pH 4-8. Konsentrasi umum yang digunakan dalam sediaan topikal adalah 0,02-0,3% (27). Larut dalam etanol 95% (1:3), eter (1:10), dan methanol (16).
Gambar 2.7. Struktur Metil Paraben
11
2. 1. 5. 5. Propil Paraben (Nipasol) Propil paraben digunakan sebagai bahan pengawet. Aktivitas mikroba ditunjukan pada pH antara 4-8. Secara luas digunakan sebagai bahan pengawet dalam kosmetik, kakan dan produk farmasetika. Penggunaan kombinasi paraben dapat meningkatkan aktivitas antimikroba. Konsentrasi umum yang digunakan dalam sediaan topikal adalah 0,01-0,6%(27).Kelarutannya sangat larut dalam aseton dan eter ; mudah larut dalam etanol dan methanol; sangat sedikit larut dalam air. Titik didih propil paraben adalah 295°C (16).
Gamabar 2.8. Struktur Propil paraben 2. 1. 5. 6. Aquadest Aquadest adalah air murniyang diperoleh dengan cara penyulingan. Air murni dapat diperoleh dengan cara penyulingan, pertukaran ion, osmosis terbalik atau dengan cara yang sesuai. Air murni lebih bebas kotoran maupun mikroba. Air murni digunakan dalam sediaan-sediaan yang membutuhkan air terkecuali untuk parenteral, aquadest tidak dapat digunakan (16).
2. 1. 6. Uji Stabilitas Fisik Krim 2. 1. 6. 1. Stabilitas fisik Ketidakstabilan fisisk pada sediaan ditandai dengan adanya perubahan warna, timbul bau, pemisahan fase, pecahnya emulsi, pengendapan suspensi, perubahan konsentrasi, pertumbuhan kristal, terbentuknya gas dan perubahan fisik lainnya. a. Uji Organoleptik Organoleptik merupakan salah satu kontrol kualitas untuk spesifikasi produk jadi sediaan semipadat seperti krim. Uji organoleptik merupakan
12
pengujian subjektif. Pengamatan organoleptik yang dilakukan adalah pengamatan konsistensi, warna, dan bau. Sifat-sifat ini akan berhubungan dengan kenyamanan pengguna sediaan. Sediaan yang dihasilkan sebaiknya memiliki warna yang menarik dan bau yang menyenangkan (1). b. Uji Homogenitas Homogenitas berpengaruh terhadap efektivitas terapi karena berhubungan dengan kadar obat yang sama pada setiap pemakaian. Jika sediaan telah homogen maka kadar zat aktif diasumsikan pada saat pemakaian atau pengambilan akan selalu sama. Krim adalah suatu sediaan yang cara pemakaiannya adalah dioleskan pada tempat terapi, sehingga setiap bagian zat aktif harus memiliki kesempatan yang sama untuk menempati tempat terapi, begitu pula sebaliknya setiap bagian tempat terapi memiliki kesempatan yang sama pula untuk dapat kontak dengan zat aktif. Kondisi ini dapat tercapai bila sediaan krim homogenya (1). c. Rasio Pemisahan Krim (Uji sentrifugasi dan Uji pemisahan pada suhu) Pemisahan fase merupakan salah satu parameter ketidakstabilan emulsi. Sediaan emulsi dikatakan baik apabila nilai rasio volume pemisahan (F) = 1 yang artinya emulsi tidak pecah. Apabila nilai F semakin mendekati 1 maka dikatakan emulsi semakin stabil , serta menunjukkan emulsi yang terbentuk berada dalam keseimbangan flokulasi dan semakin baik stabilitas emulsi tersebut. Metode ini menggambarkan kondisi krim yang sebenarnya pada penyimpanan. Pemeriksaan sentrifugasi, Sampel disentrifugasi pada kecepatan 3750 rpm selama 5 jam sedangkan pemeriksaan pemisahan pada dilakukan penyimpanan pada suhu yang berbeda (1). d. Uji Daya Lekat Daya lekat suatu krim berhubungan dengan lamanya kontak antara krim dengan kulit, dan kenyamanan pengguna. Krim yang baik mampu menjamin waktu kontak yang efektif dengan kulit sehingga tujuan penggunaannya tercapai, namun tidak terlalu lengket ketika digunakan. Waktu lekat juga mempengaruhi
13
efektivitas kerja zat aktif di lokasi pemberiannya. Semakin lama krim sari tomat melekat pada kulit maka diharapkan semakin efektif pula dalam memberikan efek antioksidan (1). e. Uji Viskositas Perubahan viskositas dipengaruhi oleh beberapa hal seperti perubahan kondisi fase dispers, medium dispers, emulgator, bahan tambahan lain atau lingkungan. Penurunan viskositas dipengaruhi oleh peningkatan ukuran globul dan begitu juga sebaliknya. Peningkatan viskositas dapat meningkatkan kestabilan sediaan (13).
f. Uji pH Krim sebaiknya memiliki pH yang sesuai dengan pH kulit, yaitu 4,5-6,5. Karena jika krim memiliki pH yang terlalu basa maka dapat menyebabkan kulit menjadi bersisik, sedangkan jika pH terlalu asam maka dapat mengiritasi kulit (1)
.
g. Uji Zeta Potensial Zeta potensial adalah keadaan fisis/fisika dari sebuah molekul yang ditunjukkan oleh banyak partikel dalam suspensi (17). Zeta potensial merupakan ukuran permukaan muatan partikel yang tersebar dalam kaitannya dengan medium pendispersi. Partikel harus memiliki muatan atau zeta potensial yang tinggi dibandingkan dengan medium pendispersi untuk mencegah agregasi (18). 2. 1. 7. Penetapan Nilai Cemaran Mikroba Mikroba adalah organisme berukuran mikroskopis yang antara lain terdiri dari bakteri, fungi dan virus. Cemaran mikroba pada kosmetika adalah salah satu penyebab yang dapat merugikan dan atau membahayakan kesehatan, oleh karena itu ditetapkan peraturan tentang persyaratan cemaran mikroba pada kosmetika. Dimana persyaratan maksimum Angka Kapang Khamir (AKK) dan Angka Lempeng Total (ALT) tidak lebih dari 103 koloni/g atau koloni/mL (19). Angka kapang Khamir (AKK) merupakan metode menetapkan angka kapang dan khamir dalam kosmetika dengan cara menghitung koloni dalam media agar
14
selektif setelah inkubasi secara aerobik. Sabouroud Dextrose Agar (SDA), media kultur yang dapat digunakan untuk menumbuhkan kapang khamir (20) Angka Lempeng Total (ALT) merupakan metode untuk menetapkan angka bakteri aerob mesofil yang masih memiliki daya hidup dalam produk kosmetika. penghitungan koloni bakteri pada media agar non selektif maupun ada atau tidaknya pertumbuhan bakteri setelah pengkayaan
(20)
. Bakteri aerob adalah bakteri yang
dapat hidup jika terdapat oksigen, sedangkan bakteri mesofil adalah bakteri yang dapat hidup jika ada oksigen bebas (> 2 atmosfer), tumbuh baik di suhu 25-40˚C (24)
. Angka Lempeng Total (ALT) merupakan metode kuantitatif yang digunakan
untuk mengetahui jumlah mikroba pada suatu sampel. Uji ALT menggunakan media padat untuk memudahkan perhitungan koloni dengan hasil akhir berupa koloni yang dapat diamati secara visual dan dihitung. Intepretasi hasil berupa angka dalam koloni per ml atau koloni per g. PCA (Plate Count Agar)adalah media yang umumnya digunakan sebagai tempat menumbuhkan mikroba dipermukaan sehingga membentuk koloni yang dapat dilihat, dihitung dan diisolasi(21).
2. 2. Landasan Teori Saat ini penggunaan tanaman berkhasiat obat sudah menjadi bagian dari pengobatan tradisional. Salah satu tanaman yang telah dimamfaatkan untuk pengobatan yaitu buah tomat (S. lycopersicum L.). Tomat memiliki kandungan antioksidan diantaranya polifenol, karotenoid dan vitamin C. Polifenol pada tomat sebagian besar terdiri dari flavonoid, sedangkan jenis karotenoid yang dominan adalah pigmen likopen
(7)
. Antioksidan merupakan zat yang dapat melindungi
kerusakan sel-sel yang disebabkan molekul tidak stabil yang dikenal sebagai radikal bebas
(12)
. Antioksidan secara normal terdapat di dalam tubuh (endogen) dan
antioksidan berasa dariluar tubuh (eksogen) (13). Krim merupakan bentuk sediaan setengah padat mengandung satu atau lebih bahan obat terlarut atau terdispersi dalam bahan dasar yang sesuai. Untuk pembuatan krim digunakan suatu pengemulsi yang harus disesuaikan dengan jenis dan sifat yang dikehendaki. Zat pengemulsi atau emulgator ini sangat penting untuk
15
memperoleh krim yang stabil. Semua emulgator bekerja dengan membentuk film disekitar butir-butir tetesan yang terdispersi sehingga akan mengurangi tegangan antar muka antara hidrofil dan lipofil (16). Hidrophilic-Lipophilic Balance (HLB) adalah harga yang harus dimiliki oleh sebuah emulgator, sehingga percampuran antara fase lipofil dengan air dapat menghasilkan emulsi dengan tingkat dispersitas dan stabilitas yang optimal. HLB dapat mempengaruhi kestabilan, pelepasan dan aktivitas dari sediaan, ini disebabkan adanya interaksi dari gugus-gugus struktur zat aktif buah tomat (Solanum lycopersicum L.) dan basis yang digunakan. Nilai HLB yang tinggi menyebabkan bertambahnya fase hidrofilik (fase air) sehingga jumlah mikroba semakin banyak karena air merupakan media yang baik bagi pertumbuhan mikroba (5)
. Sehingga nilai HLB dapat membedakan stabilitas suatu sediaan. Stabilitas
dilihat dari adanya perubahan fisika, perubahan kimia. Reaksi kimia atau interaksi antar eksipien mengakibatkan rusaknya eksipien karena adanya hidrolisis reaksi sejenis, serta pembentukan senyawa lain dari proses oksidasi. Dengan adanya reaksi kimia dapat mempengaruhi satbilitas fisik dan cemaran mikroba
(16,26)
. Stabilitas
dilihat dari organoleptik, homogenitas, daya lekat, daya pH, viskositas, zeta potensial, pemisahan dengan suhu (4° C, 25°C, 40°C), sentrifugasi, dan kadar likopen yang diamati dari minggu ke 0 – minggu ke 4. Untuk mengetahui pengaruh berbagai variasi nilai HLB, dilakukan penelitian terhadap stabilitas dan nilai cemaran mikroba krim ekstrak tomat.
2. 3. Hipotesa 1. Perbedaan nilai HLB (Hidrophilic-Lipophilic Balance) dapat mempengaruhi stabilitas sediaan krim ekstrak buah tomat. 2. Lama penyimpanan dapat mempengaruhi nilai cemaran mikroba pada sediaan krim ekstrak buah tomat (Solanum lycopersicum L.)
