OPTIMASI TWEEN 80 DAN SPAN 80 SEBAGAI EMULSIFYING AGENT SERTA CARBOPOL SEBAGAI GELLING AGENT DALAM SEDIAAN EMULGEL PHOTOPROTECTOR EKSTRAK TEH HIJAU (Camellia sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Farmasi
Oleh: Manda Ferry Laverius NIM : 078114010
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011 i
OPTIMASI TWEEN 80 DAN SPAN 80 SEBAGAI EMULSIFYING AGENT SERTA CARBOPOL SEBAGAI GELLING AGENT DALAM SEDIAAN EMULGEL PHOTOPROTECTOR EKSTRAK TEH HIJAU (Camellia sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Farmasi
Oleh: Manda Ferry Laverius NIM : 078114010
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011 ii
iii
iv
"Here's to the crazy ones. The misfits. The rebels. The troublemakers. The round pegs in the square hole. The ones who see things differently. We're not fond of rules. And we have no respect for the status quo. You can quote us, disagree with us, glorify or vilify us. About the only thing you can't do is ignore us. Because we change things. We push the human race forward. And while you see us as the crazy ones, they see genius. BECAUSE THE PEOPLE WHO ARE CRAZY ENOUGH TO THINK THEY CAN CHANGE THE WORLD, ARE THE ONES WHO DO." [Apple Inc.] "Kau pribumi terpelajar! Kalau mereka itu, pribumi itu, tidak terpelajar. Kau harus
bikin mereka jadi terpelajar. Kau harus bicara pada mereka, dengan bahasa yang mereka tahu" [Pramoedya Ananta Toer]
Karya ini saya persembahkan:
untuk Tuhan, atas cinta dari permulaan, sekarang, dan selamanya. untuk Bapak B. Gurusinga, Ibu S. Sembiring, dan Kartika Sari… kalian mencintai saya, bocah yang begitu bandel dan sulit diatur, saya juga mencintai kalian… sederhana, namun sangat bermakna. untuk Bapak B.P. Zardani, Bapak L.J. Muljanto, Bruder Agus Sekti FIC… sosok yang saya kagumi, terima kasih telah mengajarkan saya untuk menjadi dewasa. dan untuk kalian semua, umat manusia…mari kita menyembuhkan dunia ini.
and this one is also for you, little baby… What if I give you my smile? Are you gonna stay for a while? What if I put you in my dreams tonight? Are you gonna stay until it's bright? Come on baby light my fire… You know, little baby… gravitation is not responsible for people falling in love.
Like what’s Albert said, I have no special talents. I am only passionately curious…and for me creativity is intelligence having fun.
v
vi
vii
PRAKATA
Syukur dan terima kasih penulis ucapkan kepada Tuhan atas segala cintaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Tween 80 dan Span 80 sebagai Emulsifying Agent serta Carbopol sebagai Gelling Agent dalam Sediaan Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau (Camellia sinensis L.): Aplikasi Desain Faktorial” dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam pelaksanaan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Orangtua dan adik tercinta atas segala doa, semangat, dan dukungan yang tidak pernah berhenti diberikan kepada penulis. 2. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus dosen pembimbing akademik. 3. Agatha Budi Susiana L, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, motivasi, tantangan, pengarahan, kritik dan saran baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini. 4. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. dan C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt. selaku dosen penguji yang telah memberikan pengarahan, kritik dan saran serta kesediaannya meluangkan waktu untuk menjadi penguji.
viii
5. Segenap dosen yang telah membimbing penulis selama menempuh perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma. 6. Seluruh staf laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma khususnya Pak Musrifin yang telah banyak membantu selama penelitian di laboratorium. 7. Ayu Asmoro Ningrum dan Yoga Wirantara yang telah berjuang bersama penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih telah menjadi sahabat, tempat menyimpan rahasia, lawan untuk berdebat, teman bercanda, teman yang mau memberi nasehat, dan menjadi dua sosok yang bersejarah dalam hidup penulis. 8. Serevino Leonardo Ambuk dan Dian Prahara Florentino Wara, dua manusia jenius yang selalu penulis hormati. Terima kasih telah menjadi guru, panutan, serta teman diskusi bagi penulis. Paragraf pertama pada halaman persembahan penulis dedikasikan untuk dua orang ini. 9. Teman-teman angkatan 2007 lainnya yang bersama-sama melakukan penelitian mengenai formulasi. Terima kasih atas informasi, masukan dan kesediaan untuk belajar bersama. 10. Teman-teman kelas A 2007 dan FST angkatan 2007 yang telah berjuang bersama penulis di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma. 11. Tiatira Metri Setyadhiani Karunawati, Theresia Wijayanti, Sandra Ruby, dan teman-teman mahasiswa Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma lainnya atas keceriaan yang telah dilalui bersama. 12. Teman-teman kost atas kebersamaan yang telah terjalin selama ini.
ix
13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis. Oleh karena penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pembaca dan memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................... i HALAMAN JUDUL .............................................................................................. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................... vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vii PRAKATA .......................................................................................................... viii DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xix INTISARI ............................................................................................................. xx ABSTRACT .......................................................................................................... xxi BAB I. PENGANTAR ........................................................................................... 1 A. Latar Belakang .......................................................................................... 1 1. Perumusan masalah ............................................................................... 4 2. Keaslian penelitian ............................................................................... 4 3. Manfaat penelitian ................................................................................ 5 B. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5
xi
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA .................................................................... 7 A. Teh Hijau .................................................................................................. 7 B. Photoprotector .......................................................................................... 8 C. Emulgel ................................................................................................... 10 D. Emulsifying Agent ................................................................................... 10 1. Tween 80 ............................................................................................. 11 2. Span 80 ................................................................................................ 12 3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB) .............................................. 13 E. Gelling Agent .......................................................................................... 14 F. Analisis Ukuran Droplet ......................................................................... 15 G. Desain Faktorial ...................................................................................... 17 H. Landasan Teori ....................................................................................... 19 I. Hipotesis ................................................................................................. 20 BAB III. METODE PENELITIAN ...................................................................... 21 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................................. 21 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ........................................ 21 1. Variabel penelitian ............................................................................. 21 2. Definisi operasional ........................................................................... 22 C. Bahan dan Alat ....................................................................................... 25 D. Tata Cara Penelitian ................................................................................ 25 1. Formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau ............................ 25 2. Pembuatan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau ........................ 27 3. Evaluasi sediaan emulgel ................................................................... 28
xii
E. Analisis Hasil .......................................................................................... 29 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 31 A. Penetapan Dosis Ekstrak Teh Hijau sebagai Antioksidan ...................... 31 B. Formulasi Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau .......................... 32 C. Penentuan Tipe Emulsi dari Sediaan Emulgel ....................................... 34 D. Pengaruh Tween 80, Span 80, dan Carbopol terhadap Respon Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik Emulgel ........................................................... 35 1. Respon viskositas ............................................................................. 36 2. Respon daya sebar ............................................................................ 44 3. Respon Pergeseran viskositas ........................................................... 51 E. Pergeseran Ukuran Droplet Emulgel ...................................................... 60 F. Optimasi Tween 80, Span 80, dan Carbopol pada Formula Emulgel Antioksidan Ekstrak Teh Hijau .............................................................. 62 1. Contour plot viskositas ...................................................................... 63 2. Contour plot daya sebar .................................................................... 64 3. Contour plot pergeseran viskositas ................................................... 66 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 69 A. Kesimpulan ............................................................................................. 69 B. Saran ....................................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 71 LAMPIRAN ......................................................................................................... 74 BIOGRAFI PENULIS ....................................................................................... 110
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel I.
Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB .............. 14
Tabel II.
Rancangan Percobaan Desain Faktorial Tiga Faktor dan Dua Level ............................................................................................ 18
Tabel III.
Formula Emulgel Photoprotector Hasil Modifikasi ................... 26
Tabel IV.
Penentuan Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Komposisi Emulsifying Agent dan Gelling Agent ......................................... 27
Tabel V.
Nilai HLB dari Tiap Formula Emulgel ....................................... 35
Tabel VI.
Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Tween 80, Span 80, dan Carbopol ...................................................................................... 36
Tabel VII.
Hasil Uji Respon Viskositas......................................................... 36
Tabel VIII. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Viskositas ................... 37 Tabel IX.
Hasil Uji Anova untuk Respon Viskositas .................................. 42
Tabel X.
Hasil Uji Respon Daya Sebar ...................................................... 44
Tabel XI.
Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Daya Sebar .................. 45
Tabel XII.
Hasil Uji Anova untuk Respon Daya Sebar ................................ 50
Tabel XIII. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas ..................................... 52 Tabel XIV. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Pergeseran Viskositas 52 Tabel XV.
Hasil Uji Anova untuk Respon Pergeseran Viskositas ............... 58
Tabel XVI. Nilai Percenitle 90 Ukuran Droplet Tiap Formula ...................... 61
xiv
Tabel XVII. Hasil Prediksi Respon yang Dikehendaki dari Faktor-Faktor yang Dioptimasi .......................................................................... 67
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur Tween 80 ............................................................................ 12 Gambar 2. Struktur Span 80 ............................................................................... 13 Gambar 3. Struktur Carbopol ............................................................................. 15 Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskopik tipe emulgel (perbesaran 40x) ....... 34 Gambar 5. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon viskositas ................................................. 38 Gambar 6. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon viskositas .................................................. 38 Gambar 7. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 39 Gambar 8. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 39 Gambar 9. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 40 Gambar 10. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 41 Gambar 11. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon daya sebar ................................................ 46 Gambar 12. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon daya sebar ................................................ 46 xvi
Gambar 13. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 47 Gambar 14. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 47 Gambar 15. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon daya sebar ........................................................... 48 Gambar 16. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 49 Gambar 17. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ............................... 53 Gambar 18. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ............................... 54 Gambar 19. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 55 Gambar 20. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 55 Gambar 21. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 56 Gambar 22. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 57
xvii
Gambar 23. Contour plot viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada carbopol 136,09 gram .......................................... 63 Gambar 24. Contour plot daya sebar yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol ........................................... 65 Gambar 25. Contour plot pergeseran viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol ............................. 66
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I.
Certificate of Analysis (CoA) Ekstrak Teh Hijau ..................... 74
Lampiran II.
Perhitungan dosis ekstrak teh hijau untuk antioksidan ............. 76
Lampiran III .
Perhitungan rHLB dan HLB ..................................................... 76
Lampiran IV.
Data sifat fisis dan stabilitas emulgel ........................................ 78
Lampiran V.
Normalitas Data ........................................................................ 81
Lampiran VI.
Tabel nilai efek terhadap masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0 .................................................... 83
Lampiran VII. Data hasil uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0 untuk signifikansi pengaruh faktor terhadap masingmasing respon ............................................................................ 85 Lampiran VIII. Persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0 ....................................... 88 Lampiran IX.
Analisis Statistik Pergeseran Ukuran Droplet ........................... 90
Lampiran X.
Dokumentasi ........................................................................... 106
xix
INTISARI Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan di antara emulsifying agent tween 80 dan span 80, gelling agent carbopol, atau interaksinya dalam menentukan respon sifat fisik (daya sebar dan viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dan untuk mendapatkan komposisi optimum emulsifying agent dan gelling agent sehingga diperoleh emulgel yang mempunyai sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki. Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dengan tiga faktor, yakni tween 80, span 80, dan carbopol pada dua level, yaitu level rendah dan level tinggi. Analisis statistik menggunakan uji Anova dengan taraf kepercayaan 95% dilakukan untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik. Berdasarkan signifikansi pengaruh dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, dilakukan prediksi hasil respon menggunakan software Design Expert 7.0.0™ untuk memperoleh komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tween 80 dan carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon viskositas. Sementara itu tween 80, span 80, carbopol, interaksi antara tween 80 dan span 80, serta interaksi antara ketiga faktor merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon daya sebar, sedangkan tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dan span 80 merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon pergeseran viskositas. Komposisi optimum untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki adalah 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; dan 133,41 gram carbopol, di mana pada komposisi tersebut menghasilkan respon daya sebar 3,30 cm; viskositas 249,93 d.Pa.s; dan pergeseran viskositas 0,70%.
Kata kunci: emulgel, tween 80, span 80, carbopol, desain faktorial
xx
ABSTRACT The aims of this research were to find out the factors which have significant influence between the emulsifying agent tween 80 and span 80, gelling agent carbopol, or their interaction in terms of determining the physical properties (spreadability and viscosity) and the physical stability (viscosity shift after one month storage) of photoprotector emulgel of green tea extract and to obtain the optimum composition of the emulsifying agents and the gelling agent so that would be produced emulgel which has the desired physical properties and physical stability. This research was the experimental design that used factorial design method with three factors (tween 80, span 80, and carbopol) at two levels (high level and low level). Anova was used as a tool for statistical analysis to determine the factors that significantly influence the response of physical properties and physical stability. According to the significance of the influence from each factor on the response of physical properties and physical stability, then prediction of the responses was performed using software Design Expert 7.0.0™ software to obtain the optimum composition of tween 80, span 80, and carbopol. The result showed that tween 80 and carbopol were the factors which have significant influence to determine the response of viscosity. Meanwhile, tween 80, span 80, carbopol, the interaction between tween 80 and span 80, and the interaction between these three factors were the factors and interactions that significantly influence the response of spreadability, whereas tween 80, span 80, and interaction between tween 80 and span 80 were the factors and interaction which have significant influence to determine the response of viscosity shift. The optimum composition to produced photoprotector emulgel of green tea extract which has the desired physical properties and physical stability was 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; and 133,41 gram carbopol, where that composition will produce spreadability 3,30 cm; viscosity 249,93 d.Pa.s; and viscosity shift 0,70%. Key words: emulgel, tween 80, span 80, carbopol, factorial design
xxi
BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang Kulit memiliki sejumlah antioksidan endogen yang dapat melindungi kulit dari kerusakan oksidatif. Kulit secara berkesinambungan terpapar oxidative stress baik secara endogen maupun dari lingkungan sekitar. Hal ini menyebabkan terbentuknya ROS (Reactive Oxygen Species) dan pada akhirnya menyebabkan kerusakan kulit. Antioksidan endogen pada kulit dapat berkurang oleh paparan oxidative stress yang berkesinambungan tersebut. Sinar UV merupakan salah satu penyebab kerusakan kulit melalui proses oksidatif. Kondisi ini menyebabkan dibutuhkannya senyawa yang dapat berfungsi sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga potensi kerusakan oksidatif pada kulit oleh sinar UV dapat dicegah. Sejumlah senyawa antioksidan alami dapat meningkatkan perlindungan terhadap sinar UV dan dapat berfungsi sebagai photoprotector. Senyawa antioksidan alami telah terbukti meningkatkan proteksi terhadap sinar UV yang menginduksi ekspresi berlebihan dari matrix metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al., 2009). Salah satu senyawa antioksidan alami adalah polifenol. Teh hijau mengandung senyawa polifenol berupa katekin yang memberikan aktivitas antioksidan sehingga dapat mengurangi kerusakan sel (Syah, 2006). Kandungan polifenol dalam teh hijau antara lain epikatekin, epikatekin galat, epigalokatekin
1
2
dan epigalokatekin galat. Kandungan polifenol pada teh hijau ini sering digunakan untuk pencegahan maupun terapi photodamage yang disebabkan oleh sinar UV. Meskipun memiliki nilai SPF yang tidak terlalu besar, katekin pada teh hijau dapat bertindak sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga oxidative stress yang disebabkan oleh paparan sinar UV dapat dicegah (Matsui et al., 2009). Untuk mengaplikasikan ekstrak teh hijau yang mengandung polifenol pada kulit perlu dibuat suatu sediaan topikal yang didesain untuk penggunaan lokal pada kulit secara lebih praktis dan lebih efektif. Ada berbagai macam bentuk sediaan topikal, antara lain lotion, cream, gel dan emulgel. Kelebihan gel yaitu dapat memberikan rasa dingin di kulit dengan adanya kandungan air yang cukup tinggi sehingga nyaman digunakan (Mitsui, 1997). Pada emulsi terdapat fase minyak yang berfungsi sebagai emolien atau occlusive yang akan mencegah penguapan sehingga kandungan air di dalam kulit dapat dipertahankan. Peningkatan oklusivitas dari fase minyak pada sistem emulsi akan meningkatkan hidrasi pada stratum corneum dan hal ini berhubungan dengan berkurangnya hambatan difusi bagi zat terlarut. Oleh karena itu adanya sistem emulsi dalam bentuk sediaan emulgel akan memberikan penetrasi tinggi di kulit (Block, 1996). Atas dasar kelebihan dari emulsi dan gel tersebut maka sediaan emulgel akan memberikan kenyamanan ketika digunakan serta dapat menjadi drug delivery system yang baik bagi zat aktif yang terkandung di dalamnya ketika emulgel diaplikasikan di kulit. Pada sediaan emulgel terdapat sistem gel dan sistem emulsi. Pada sistem emulsi, emulsifying agent akan berperan dalam menentukan sifat fisik dan
3
stabilitas fisik emulsi (Block, 1996). Twen 80 dan span 80 merupakan emulsifying agent yang sering digunakan secara bersamaan. Tween 80 adalah emulsifying agent larut air sehingga mampu membentuk emulsi tipe M/A. Span 80 adalah emulsifying agent nonionik di mana gugus lipofilnya lebih dominan. Dalam interfacial film theory, adanya stable interfacial complex condensed film yang terbentuk saat emulsifying agent yang bersifat larut air dicampurkan dengan emulsifying agent yang bersifat larut lemak mampu membentuk dan mempertahankan emulsi dengan lebih efektif dibandingkan penggunaan emulsifying agent tunggal (Kim, 2005). Pada sistem gel, gelling agent akan berperan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik gel. Carbopol merupakan salah satu eksipien yang sering digunakan sebagai gelling agent dalam sistem gel. Carbopol sebagai gelling agent akan membentuk jaringan struktural yang menyebabkan kenaikan viskositas sehingga merupakan faktor yang penting dalam sistem tersebut (Zats and Kushla, 1996). Oleh karena itu, emulsifying agent dan gelling agent akan mempengaruhi sifat fisik dan kestabilan sistem emulgel. Desain faktorial merupakan metode rasional untuk menyimpulkan dan mengevaluasi secara obyektif pengaruh dari faktor-faktor dan interaksi antar faktor terhadap kualitas produk sehingga desain faktorial dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh mana yang signifikan antara tween 80, span 80, carbopol, dan interaksi ketiganya dalam menentukan respon sifat fisik dan stabilitas fisik. Selain untuk menentukan pengaruh yang signifikan, desain faktorial juga dapat digunakan untuk memperoleh sediaan dengan formula optimum. Diharapkan dengan komposisi tween 80, span 80, dan carbopol yang optimum diperoleh
4
sediaan emulgel yang memenuhi kualitas fisik yang baik meliputi daya sebar dan viskositas, serta stabilitas fisik yang baik sehingga dapat diterima oleh masyarakat.
1. Perumusan masalah a. Apakah persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon? b. Di antara tween 80, span 80, carbopol, dan interaksinya pada level yang diteliti, manakah yang berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau? c. Apakah dapat ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki?
2. Keaslian penelitian Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang optimasi komposisi tween 80 dan span 80 sebagai emulsifying agent serta carbopol sebagai gelling agent dalam sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau : aplikasi desain faktorial, belum pernah dilakukan.
5
3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis. Menambah informasi dalam ilmu pengetahuan, khususnya bidang kefarmasian mengenai bentuk sediaan emulgel photoprotector yang menggunakan bahan alam sebagai zat aktifnya. b. Manfaat metodologis. Menambah pengetahuan dalam bidang kefarmasian mengenai penggunaan metode desain faktorial dalam melakukan optimasi formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau. c. Manfaat praktis. Memperoleh formula optimum yang dapat diaplikasikan sehingga menghasilkan sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau yang memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki.
B. Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum Membuat sediaan emulgel photoprotector dengan bahan aktif ekstrak teh hijau. 2. Tujuan khusus a. Mengetahui apakah persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon.
6
b. Menentukan faktor dan/atau interaksi yang berpengaruh signifikan di antara tween 80, span 80, dan carbopol pada level yang diteliti dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau. c. Mengetahui apakah dapat ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA
A. Teh Hijau Teh dapat dikelompokkan dalam tiga jenis berdasarkan pengolahannya, yaitu teh hijau (tidak difermentasi), teh oolong (semifermentasi), dan teh hitam (fermentasi penuh) (Syah, 2006). Teh hijau berasal dari pucuk daun tanaman teh (Camellia sinensis L.) melalui proses pengolahan tertentu. Secara umum berdasarkan proses pengolahannya, teh diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu teh hijau, teh oolong, dan teh hitam. Teh hijau dibuat dengan cara pemanasan dan penguapan untuk menginaktifkan enzim polifenol oksidase/fenolase sehingga oksidase enzimatik terhadap katekin dapat dicegah (Hartoyo, 2003). Teh hitam dibuat dengan cara memfermentasikan daun teh, yang sebelumnya sedikit dikeringkan dengan udara hangat, dilayukan dan digiling di bawah pengaruh panas yaitu melalui oksidase katekin dalam daun segar dengan katalis polifenol oksidase atau yang disebut dengan fermentasi. Proses fermentasi ini dihasilkan dalam oksidasi polifenol sederhana, yaitu katekin teh diubah menjadi molekul yang lebih kompleks dan pekat sehingga member ciri khas teh hitam, yaitu berwarna kuat dan tajam. Teh oolong diproses melalui pemanasan daun dalam waktu singkat setelah penggulungan, oksidasi terhenti dalam proses pemanasan, sehingga teh oolong disebut dengan teh semifermentasi. Karakteristik teh oolong berada diantara teh hitam dan teh hijau (Syah, 2006).
7
8
Zat bioaktif dalam teh terutama merupakan polifenol golongan flavonoid, yaitu flavanol tipe katekin seperti epikatekin (EC), epikatekin-3-galat (ECG), epigalokatekin (EGC), dan epigalokatekin-3-galat (EGCG); serta flavonol seperti kuersetin. Keempat tipe katekin tersebut merupakan antioksidan utama dalam teh hijau (Svobodova, Psotova, and Walterova, 2003). Katekin teh memiliki sifat tidak berwarna, larut air, serta membawa sifat pahit dan sepat pada seduhan teh. Hampir semua sifat produk teh termasuk di dalamnya rasa, warna, dan aroma, secara langsung maupun tidak, dihubungkan dengan modifikasi pada katekin ini (Hartoyo, 2003).
B. Photoprotector Photoprotection adalah mekanisme perlindungan kulit dari kerusakan yang disebabkan oleh sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (visible light). Kerusakan yang mungkin muncul adalah kulit terbakar (sunburn), photoaging, dan karsinogenesis. Melanin merupakan pigmen yang dapat berfungsi sebagai photoprotector alami dan diproduksi langsung oleh kulit. Melanin akan menyerap radiasi sinar UV dan secara aman mengubah energi dari foton UV menjadi panas. Energi dari foton UV yang tidak diubah menjadi panas akan menyebabkan terbentuknya radikal bebas atau spesies kimia reaktif yang berbahaya (Anonim, 2011). Selain melanin, sejumlah senyawa antioksidan alami dapat berfungsi sebagai photoprotector. Senyawa antioksidan alami telah terbukti meningkatkan proteksi terhadap sinar UV yang menginduksi ekspresi berlebihan dari matrix
9
metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al., 2009). Sebagai senyawa antioksidan, pemberian EGCG secara topikal menghasilkan pencegahan terhadap sinar UVB dalam menginduksi respon inflamasi, imunosupresi dan oxidative stress. Penelitian secara in vitro dan in vivo pada hewan dan manusia membuktikan bahwa polifenol dari teh hijau merupakan agen photoprotective alami dan dapat digunakan sebagai agen farmakologi untuk mencegah sinar UVB dalam menginduksi penyakit kulit yang mencakup photoaging dan kanker kulit dengan diikuti penelitian lanjut secara klinis (Katiyar, 2003). Polifenol dari teh hijau mampu mencegah peningkatan peroksidasi lipid yang disebabkan oleh cahaya. Pemberian EGCG secara topikal pada kulit yang terpapar sinar UV secara signifikan mengurangi produksi nitric oxide dan hydrogen peroxide, maupun infiltrasi leukosit yang diinduksi oleh sinar UVB. Dengan demikian, pemberian EGCG terbukti mampu mencegah radiasi sinar UVB dalam menginduksi pembentukan ROS (reactive oxygen species) (Nichols and Katiyar, 2009). Meskipun memiliki nilai SPF yang tidak terlalu besar, ekstrak teh hijau yang mengandung EGCG telah terbukti melindungi kulit terhadap sinar UV yang menginduksi kerusakan DNA, supresi imun, dan oxidative stress (Matsui et al., 2009).
10
C. Emulgel Emulgel dibuat dengan mencampurkan emulsi dan gelling agent dengan perbandingan tertentu. Bahan tambahan yang biasa digunakan dalam pembuatan emulgel adalah gelling agent yang dapat meningkatkan viskositas, emulsifying agent untuk menghasilkan emulsi yang stabil, humektan dan pengawet. Syarat sediaan emulgel sama seperti syarat untuk sediaan gel, yaitu untuk penggunaan dermatologi harus mempunyai syarat sebagai berikut; tiksotropik, mempunyai daya sebar yang mudah melembutkan, dapat bercampur dengan beberapa zat tambahan (Magdy, 2004).
D. Emulsifying Agent Emulsifying agent adalah surfaktan yang mengurangi tegangan antar muka antara minyak dan air, meminimalkan energi permukaan dari droplet yang terbentuk (Allen, 2002). Emulsifying agent merupakan suatu molekul yang mempunyai rantai hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Emulsifying agent akan dapat menarik fase minyak dan fase air sekaligus dan emulsifying agent akan menempatkan diri berada di antara kedua fase tersebut. Keberadaan emulsifying agent akan menurunkan tegangan permukaan fase minyak dan fase air (Friberg, Quencer, and Hilton, 1996). Emulsifying agent nonionik biasa digunakan dalam seluruh tipe produk kosmetik dan farmasetik (Rieger, 1996). Emulsifying agent nonionik sangat resisten terhadap elektrolit, perubahan pH dan kation polivalen (Aulton and
11
Diana, 1991). Emulsifying agent ini memiliki rentang dari komponen larut minyak untuk menstabilkan emulsi A/M hingga material larut air yang memberikan produk M/A. Emulsifying agent ini biasa digunakan untuk kombinasi emulsifying agent larut air dan larut minyak untuk membentuk lapisan antarmuka yang penting untuk stabilitas emulsi yang optimum. Emulsifying agent nonionik memiliki toksisitas dan iritasi yang rendah (Billany, 2002). Emulsifying agent nonionik memiliki bermacam-macam nilai hydrophile-lipophile balances (HLB) yang dapat menstabilkan emulsi M/A atau A/M. Penggunaan emulsifying agent nonionik yang baik bila menghasilkan nilai HLB yang seimbang antara dua emulsifying agent nonionik, dimana salah satu bersifat hidrofilik dan yang lain bersifat hidrofobik. Emulsifying agent nonionik bekerja dengan membentuk lapisan antarmuka dari droplet-droplet, namun tidak memiliki muatan untuk menstabilkan emulsi. Cara menstabilkan emulsi adalah dengan adanya gugus polar dari emulsifying agent yang terhidrasi dan bulky, yang menyebabkan halangan sterik antar droplet dan mencegah koalesen (Kim, 2005).
1. Tween 80 Tween 80 atau Polysorbate 80 merupakan ester oleat dari sorbitol di mana tiap molekul anhidrida sorbitolnya berkopolimerisasi dengan 20 molekul etilenoksida. Tween 80 berupa cairan kental berwarna kuning dan agak pahit (Rowe, Sheskey, and Quinn, 2009). Polysorbate digunakan sebagai emulsifying agent pada emulsi topikal tipe minyak dalam air, dikombinasikan dengan emulsifier hidrofilik pada emulsi minyak dalam air, dan untuk menaikkan kemampuan menahan air
12
pada salep, dengan konsentrasi 1-15% sebagai solubilizer. Tween 80 digunakan secara luas pada kosmetik sebagai emulsifying agent (Smolinske, 1992). Tween 80 larut dalam air dan etanol (95%), namun tidak larut dalam mineral oil dan vegetable oil. Aktivitas antimikroba dari pengawet golongan paraben dapat mengurangi jumlah polysorbate (Rowe et al., 2009).
Gambar 1. Struktur Tween 80 (Anonim, 2010a) 2. Span 80 Span 80 mempunyai nama lain sorbitan monooleat. Pemeriannya berupa warna kuning gading, cairan seperti minyak kental, bau khas tajam, terasa lunak. Kelarutannya tidak larut tetapi terdispersi dalam air, bercampur dengan alkohol, tidak larut dalam propilen glikol, larut dalam hampir semua minyak mineral dan nabati, sedikit larut dalam eter. Berat jenis pada 20oC adalah 1 gram. Nilai HLB 4,3. Viskositas pada 25oC adalah 1000 cps (Smolinske, 1992). Span 80 dapat dimasukkan dalam basis tipe parafin untuk membentuk basis tipe anhidrat yang mampu menyerap sejumlah besar air (Anonim, 1988). Ester sorbitan secara luas digunakan dalam kosmetik, produk makanan, dan formulasi sebagai surfaktan nonionik lipofilik. Ester sorbitan secara umum dalam formulasi berfungsi sebagai emulsifying agent dalam pembuatan krim, emulsi, dan salep untuk penggunaan topikal. Ketika
13
digunakan sebagai emulsifying agent tunggal, ester sorbitan menghasilkan emulsi air dalam minyak yang stabil dan mikroemulsi, namun ester sorbitan lebih sering digunakan dalam kombinasi bersama bermacam-macam proporsi polysorbate untuk menghasilkan emulsi atau krim, baik tipe M/A atau A/M (Rowe et al., 2009).
Gambar 2. Struktur Span 80 (Anonim, 2010b) 3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB) Nilai HLB merupakan keseimbangan antara sifat lipofil dan hidrofil dari suatu surfaktan. Nilai HLB biasa digunakan untuk surfaktan nonionik (Rieger, 1996), dimana rentang nilai antara 0-20 (Florence and Atwood, 2006). Semakin lipofil suatu surfaktan, semakin rendah nilai HLB (Voigt, 1994). Tabel I. Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB HLB Pengunaan Dispersibilitas di air 1-3 Antifoaming agent Tidak 3-6 W/O emulsifying agent Jelek 7-9 Wetting agent Seperti susu yang bersifat tidak stabil 8-16 O/W emulsifying agent Dispersi seperti susu bersifat stabil 13-15 Detergents Dispersi transluent 15-18 Solubilizing agent Larutan jernih (Kim, 2005)
14
E. Gelling Agent Gel merupakan suatu sistem setengah padat yang terdiri dari suatu dispersi yang tersusun baik dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan (Ansel, 1999). Gel pada umumnya memiliki sifat rheologi pseudoplastik (Nairn, 1997). Gelling agent yang digunakan dalam bidang farmasi dan kosmetik harus inert, aman, dan non reaktif terhadap komponen formulasi lainnya. Gelling agent yang digunakan dalam formulasi cair harus dapat memberikan atau menyediakan bentuk martiks selama penyimpanan sediaan, dan matriks tersebut harus dapat pecah dengan mudah ketika diberikan shear forces pada saat penggojogan atau ketika diaplikasikan secara topikal (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol merupakan polimer sintesis dari kelompok acrylic polymers yang membentuk rantai silang dengan polyalkenyl eter (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol dapat menstabilkan emulsi dengan mengentalkan fase kontinyu sehingga mengurangi creaming dan coalescence atau dengan berfungsi sebagai emulsifier pada konsentrasi kurang dari 1% (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol sensitif terhadap garam sehingga emulsi polimer yang terbentuk akan pecah ketika diaplikasikan pada kulit dan memberikan lapisan minyak pada permukaan kulit. Lapisan minyak ini tidak akan diemulsikan kembali ketika bersentuhan dengan air sehingga akan melekat pada kulit (Zatz and Kushla, 1996). Pada kondisi asam, sebagian gugus karboksil pada rantai polimer akan membentuk gulungan. Penambahan basa akan memutuskan gugus karboksil dan
15
akan meningkatkan muatan negatif sehingga timbul gaya tolak-menolak elektrostatis yang akan membuatnya menjadi gel yang rigid (kaku) dan mengembang. Penambahan basa yang berlebihan membuat gel menjadi encer karena kation-kation melindungi gugus-gugus karboksil dan juga mengurangi gaya tolak-menolak elektrostatis. Jika ditambahkan amina yang berlebih pada sistem dispersi carbopol, konsistensinya tidak berkurang, kemungkinan karena efek sterik mencegah pelindung karboksil yang diserang (Barry, 1983).
Gambar 3. Struktur Carbopol (Rowe et al., 2009)
F. Analisis Ukuran Droplet Mikromeritik adalah ilmu dan teknologi tentang partikel kecil, salah satunya adalah droplet. Dalam bidang kefarmasian terdapat beberapa informasi yang perlu diperoleh dari droplet, yaitu bentuk dan luas permukaan droplet serta ukuran droplet dan distribusi ukuran droplet. Data tentang ukuran droplet diperoleh dalam diameter doplet dan distribusi diameter droplet, sedangkan bentuk droplet memberi gambaran tentang luas permukaan spesifik droplet dan teksturnya (Martin, Swarbrick, and Cammarata, 1993).
16
Metode mikroskopik merupakan metode sederhana yang hanya menggunakan satu alat yaitu mikroskop yang bukan merupakan alat yang rumit dan memerlukan penanganan khusus. Kerugian dari metode mikroskopik adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi dari droplet tersebut, yaitu diameter. Selain itu jumlah droplet yang harus dihitung sekitar 300-500 droplet agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi, sehingga metode ini membutuhkan waktu dan ketelitian (Martin et al.,1993). Distribusi ukuran droplet dilihat dengan cara memplotkan jumlah droplet yang terletak dalam suatu kisaran ukuran tertentu terhadap kisaran ukuran atau ukuran droplet rata-rata, maka akan diperoleh kurva distribusi frekuensi. Plot distribusi frekuensi yang didapat tidak selalu normal. Hal ini memberikan gambaran yang jelas bahwa garis tengah rata-rata tidak dapat dicapai. Hal ini perlu diperhatikan karena mungkin saja terdapat dua sampel yang garis tengah atau diameter rata-ratanya sama tetapi distribusi berbeda. Dari kurva distribusi frekuensi dapat juga terlihat ukuran partikel berapa yang sering muncul atau terjadi pada sampel, disebut sebagai modus (Martin et al., 1993). Penelitian parameter ukuran droplet dengan hanya melihat modus kurang sensitif dalam menilai karakter droplet emulsi. Salah satu parameter ukuran droplet yang lebih representatif dalam menilai karakter droplet adalah percentile 90. Percentile 90 merupakan suatu parameter nilai yang menunjukkan sejumlah 90% dari populasi droplet yang diamati mempunyai ukuran kurang dari nilai yang tertera (Setyaningsih, 2009).
17
G. Desain Faktorial Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yaitu teknik untuk memberikan model hubungan antara variabel-respon dengan satu atau lebih variabel bebas. Model yang diperoleh dari analisa tersebut berupa persamaan matematika (Bolton, 1997). Desain faktorial merupakan desain yang digunakan untuk mengevaluasi efek dari faktor yang dipelajari secara simultan dan efek yang relatif penting dapat dinilai (Armstrong and James 1996). Desain faktorial digunakan dalam penelitian dimana efek dari faktor atau kondisi yang berbeda dalam penelitian ingin diketahui (Bolton, 1997). Desain faktorial mengandung beberapa pengertian, yaitu faktor, level, efek, respon. Faktor merupakan setiap besaran yang mempengaruhi respon (Voigt, 1994). Level merupakan nilai atau tetapan untuk faktor. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan variasi tingkat dari faktor. Efek faktor atau interaksi merupakan rata-rata respon pada level tinggi dikurangi rata-rata respon pada level rendah. Respon merupakan sifat atau hasil percobaan yang diamati. Respon yang diamati harus dikuantitatifkan (Bolton, 1997). Jumlah percobaan dalam desain faktorial adalah 2n, di mana 2 menunjukkan level dan n menunjukkan jumlah faktor. Langkah untuk percobaan faktorial terdiri dari kombinasi semua level dari faktor. Pada desain faktorial dua level dan tiga faktor diperlukan delapan formulasi (2n=8, dengan 2 menunjukkan level dan n menunjukkan jumlah faktor). Rancangan penelitian desain faktorial dengan tiga faktor dan dua level ditunjukkan pada Tabel II berikut:
18
Tabel II. Rancangan Percobaan Desain Faktorial Tiga Faktor dan Dua Level Eksperimen Faktor Interaksi A B C AB AC BC ABC (1) + + + a + + + b + + + ab + + + c + + + ac + + + bc + + + abc + + + + + + + Keterangan : -
= level rendah
+
= level tinggi
Rumusan yang berlaku : Y = B 0 + B 1 (X 1 ) + B 2 (X 2 ) + B 3 (X 3 ) +...+ B 12 X 1 X 2 + B 13 X 1 X 3 + B 23 X 2 X 3 +...+ B 123 X 1 X 2 X 3 .....(1) Dengan : Y
= respon hasil atau sifat yang diamati
(X 1 )(X 2 )(X 3 ) = level pada faktor A, faktor B, dan faktor C B 0 , B 1, B 2, B 3...
= koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan
Dari rumus (1) dan data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu respon tertentu yang sangat berguna dalam memilih komposisi campuran yang optimum. Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level tinggi dan rata-rata respon pada level rendah (Bolton, 1997).
19
H. Landasan Teori Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mencegah radikal bebas yang masuk dalam tubuh adalah dengan menggunakan sediaan atau produk yang mengandung antioksidan. Sejumlah penelitian secara farmakologis menyebutkan bahwa ekstrak teh hijau memiliki pengaruh antioksidan yang kuat. Beberapa penelitian menyebutkan bahwa keempat komponen polifenol teh: epigalokatekin galat, epikatekin galat, epigalokatekin, dan epikatekin merupakan antioksidan penting yang terdapat dalam teh hijau. Dengan kandungan antioksidan itu, teh hijau berpotensi sebagai photoprotector untuk mencegah radikal bebas pada kulit yang disebabkan oleh paparan sinar UV. Bentuk sediaan emulgel memiliki kelebihan tersendiri dilihat dari sisi gel maupun emulsi. Gel mempunyai kelebihan berupa kandungan air yang cukup tinggi sehingga memberikan kelembaban yang bersifat mendinginkan dan memberikan rasa nyaman pada kulit dan emulsi mempunyai kelebihan berupa kemampuan penetrasi yang tinggi pada kulit. Sistem emulsi dalam emulgel ini menggunakan komposisi emulsifying agent Tween 80 - Span 80. Emulsifying agent akan menurunkan tegangan antar muka minyak dan air sehingga memberikan sistem emulsi yang memenuhi kriteria. Tween 80 dan Span 80 dapat membentuk stable interfacial complex condensed film. Lapisan ini bersifat fleksibel, viscous, koheren, dan tidak mudah pecah selama molekul–molekulnya tertata dengan efisien satu dengan yang lainnya. Carbopol sebagai gelling agent dalam emulgel akan membentuk jaringan struktural yang merupakan faktor yang
20
penting dalam sediaan tersebut. Penambahan jumlah gelling agent akan memperkuat jaringan struktural emulgel sehingga menyebabkan kenaikan viskositas emulgel. Komposisi emulsifying agent dan gelling agent akan menentukan sifat fisik dan stabilitas dari emulgel. Metode desain faktorial dapat digunakan untuk mendapatkan persamaan desain faktorial dan mengetahui apakah persamaan tersebut signifikan dalam memprediksi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Dengan metode ini efek tiap-tiap faktor maupun interaksi ketiganya dapat teridentifikasi dan dapat diketahui faktor dan/atau interaksi mana yang signifikan mempengaruhi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Selain itu dengan desain faktorial juga dapat diketahui area komposisi optimum terbatas pada level faktor yang diteliti untuk menghasilkan respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki berdasarkan contour plot dari masing-masing respon sifat fisik dan stabilitas fisik.
I. Hipotesis •
Persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon.
•
Terdapat faktor dan/atau interaksi yang berpengaruh signifikan antara tween 80, span 80, dan carbopol dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel.
BAB III METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental menggunakan desain faktorial dengan tiga faktor dua level untuk melihat signifikansi model persamaan dalam memprediksi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel serta untuk mengetahui faktor dan interaksi yang signifikan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi emulsifiying agent Tween 80 dan Span 80, serta komposisi gelling agent Carbopol® Ultrez 3% b/v yang dibedakan dalam dua level, yakni level rendah dan level tinggi. Level rendah komposisi Span 80 adalah 1,875 gram dan level tinggi adalah 3,75 gram, sedangkan level rendah komposisi Tween 80 adalah 3,75 gram dan level tinggi adalah 5,625 gram. Sementara itu level rendah komposisi Carbopol® Ultrez 3% b/v adalah 115 gram dan level tinggi adalah 145 gram. b. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik emulgel meliputi viskositas, daya sebar, dan stabilitas fisik emulgel meliputi pergeseran viskositas dari emulgel.
21
22
c. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah waktu yang dibutuhkan
selama
proses
pencampuran
yakni
15
menit
untuk
pencampuran emulsi dan 20 menit untuk pencampuran emulgel, suhu pada saat proses pencampuran yakni 70oC, kecepatan mixer yang digunakan pada saat proses pencampuran yakni 300 rpm untuk pencampuran emulsi dan 400 rpm untuk pencampuran emulgel, dan lama penyimpanan emulgel yakni satu bulan. d. Variabel pengacau tidak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu, cahaya, dan kelembaban lingkungan.
2. Definisi operasional a. Emulgel adalah sediaan yang dibuat dengan mencampurkan emulsi tipe minyak dalam air dan gelling agent sebagai pembentuk gel dengan konsentrasi tertentu. b. Emulsifying agent merupakan suatu senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan yang berada di antara dua cairan yang tidak saling campur sehingga salah satu cairan dapat terdispersi di dalam cairan yang lainnya. Pada penelitian ini digunakan Span 80 dan Tween 80. c. Gelling agent adalah bahan pembentuk gel yang akan membentuk matriks tiga dimensi. Pada penelitian ini digunakan Carbopol® Ultrez yang didispersikan dalam aquadest dengan konsentrasi 3% b/v.
23
d. Faktor adalah besaran yang mempengaruhi respon, dalam penelitian ini yaitu emulsifying agent (Span 80 dan Tween 80) dan gelling agent (Carbopol). e. Level adalah tingkatan jumlah atau besarnya faktor, dalam penelitian ini terdapat dua level, yaitu level rendah dan level tinggi. Level rendah komposisi Span 80 adalah 1,875 gram dan level tinggi adalah 3,75 gram, sedangkan level rendah komposisi Tween 80 adalah 3,75 gram dan level tinggi adalah 5,625 gram. Sementara itu level rendah komposisi Carbopol adalah 115 gram dan level tinggi adalah 145 gram. f. Respon adalah hasil percobaan yang akan diamati perubahannya secara kuantitatif. Pada penelitian ini respon yang diamati adalah respon sifat fisik, meliputi daya sebar dan viskositas emulgel, serta respon stabilitas fisik, yakni pergeseran viskositas emulgel. g. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan variasi level dan faktor. h. Daya sebar adalah kemampuan emulgel untuk menyebar, diukur dengan kondisi percobaan massa krim 1 gram, massa beban 125 gram selama satu menit. i. Viskositas adalah tahanan emulgel untuk mengalir, diukur dengan Viscotester Rion™ seri VT-04. j. Pergeseran viskositas adalah selisih viskositas emulgel setelah disimpan selama satu bulan (η2) pada suhu kamar dengan viskositas emulgel 48 jam setelah pembuatan yang telah dirata-rata (η1), dibandingkan dengan
24
viskositas emulgel 48 jam setelah pembuatan yang telah dirata-rata (η1). Pergeseran viskositas dihitung menurut rumus: Pergeseran viskositas = k. Ukuran droplet adalah nilai percentile 90 dari diameter droplet-droplet fase minyak emulgel pada tiap formula yang diamati dengan mikroskop. l. Pergeseran ukuran droplet adalah perubahan atau perbedaan ukuran droplet pada pengamatan emulgel 48 jam setelah pembuatan dengan penyimpanan satu bulan secara statistik berdasarkan normalitas data percentile 90 pada masing-masing formula. m. Desain faktorial adalah metode optimasi untuk mengetahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisik emulgel. n. Contour plot adalah profil respon daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas emulgel. o. Komposisi optimum adalah komposisi emulsifying agent dan gelling agent yang menghasilkan emulgel dengan daya sebar berada pada range 3 cm – 5 cm, viskositas 190 dPa.s – 250 dPa.s, dan pergeseran viskositas ≤ 10 %.
25
C. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak kering teh hijau (Camellia sinensis L.) (PhytoLab), Carbopol (Ultrez), TEA (Bratachem), propilen glikol (Bratachem), Tween 80 (Bratachem), Span 80 (Bratachem), parafin cair (Bratachem), metil paraben (Bratachem), propil paraben (Bratachem), aquadest. Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: gelas ukur (Iwaki TE-32 Pirex® Japan), bekker glass (Iwaki TE-32 Pirex® Japan), cawan porselen, mangkok stainless steel, mixer (Modifikasi USD), timbangan analitik (Mettler Toledo GB 3002), pipet tetes, penangas air, stopwatch, mikroskop (Olympus CH2-Japan) dan kamera moticam 1000 pixel 1,3M, alat uji daya sebar (modifikasi USD), Viscotester seri VT 04 (Rion™-Japan), dan software Design Expert 7.0.0™.
D. Tata Cara Penelitian 1. Formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau Formula chlorphenesin emulgel menurut Magdy (2004) sebagai berikut : Formula (%b/b) : Chlorphenesin
0,5
HPMC
2,5
Liquid paraffin
5
26
Tween 20
0,6
Span 20
0,9
Propylene glycol 5 Etanol
2,5
Methyl paraben
0,03
Propyl paraben
0,01
Purified water to 100 Dilakukan modifikasi dengan mengganti zat aktif dan beberapa eksipiennya. Formula hasil modifikasi (untuk 500 gram) adalah sebagai berikut: Tabel III. Formula Emulgel Photoprotector Hasil Modifikasi Bahan Jumlah (g) F1 Fa Fb Fab Fc Fac Fbc Fabc Parafin cair 25 25 25 25 25 25 25 25 Tween 80 3,75 5,625 3,75 5,625 3,75 5,625 3,75 5,625 Span 80 1,875 1,875 3, 75 3, 75 1,875 1,875 3, 75 3, 75 Carbopol 3% b/v 115 115 115 115 145 145 145 145 TEA 2, 85 2, 85 2, 85 2, 85 2, 85 2, 85 2, 85 2, 85 Ekstrak teh hijau 0,031 0,031 0,031 0,031 0,031 0,031 0,031 0,031 Propylene glycol 50 50 50 50 50 50 50 50 Metyl paraben 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Propyl paraben 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Aqudest ad 500 500 500 500 500 500 500 500
Menurut Saito et al. (2007) nilai IC 50 untuk senyawa EGCG yang terkandung di dalam ekstrak teh hijau hasil uji DPPH adalah 4,19 µg/mL dan pelarut yang digunakan dalam uji DPPH tersebut adalah metanol (berat jenis = 0.7918 g/mL). Berdasarkan Certificate of Analysis ekstrak teh hijau yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan EGCG sebesar 8,40% b/b. Dari hasil perhitungan konversi berdasarkan nilai IC 50 untuk senyawa
27
EGCG dan jumlah EGCG yang terkandung di dalam ekstrak teh hijau tersebut didapatkan dosis ektrak teh hijau yang digunakan sebagai antioksidan, yakni 0,031 gram.
2. Pembuatan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau Faktor yang akan diteliti adalah komposisi Carbopol 3% b/v, Tween 80, dan Span 80. Level tinggi dan level rendah dalam percobaan ini adalah sebagai berikut: Tabel IV. Penentuan Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Komposisi Emulsifying Agent dan Gelling Agent Faktor Carbopol 3% (g) Tween 80 (g) Span 80 (g) Level rendah 115 3,75 1,875 Level tinggi 145 5,625 3, 75
a. Pembuatan emulsi. Fase minyak dibuat dengan mencampur parafin cair dengan Span 80 pada suhu 70oC, diaduk sampai homogen. Fase air dibuat dengan mencampur Tween 80 dan sebagian aqudest pada suhu 70oC, diaduk sampai homogen. Fase minyak ditambahkan ke fase air, kemudian ditambahkan sisa aquadest sambil diaduk menggunakan mixer dengan kecepatan 300 rpm selama 15 menit. b. Pembuatan emulgel. Carbopol yang telah didispersikan di dalam aquadest sehari sebelumnya dengan konsentrasi 3% b/v ditambahkan TEA sedikit demi sedikit hingga gel mengental sambil diaduk menggunakan mixer dengan kecepatan 400 rpm hingga homogen dan pH dicek hingga mencapai pH 6-8. Emulsi
28
dicampurkan dengan gel tersebut sampai terbentuk emulgel, kemudian ditambahkan ekstrak teh hijau yang telah dilarutkan dalam aquadest, metil paraben dan propil paraben yang telah dilarutkan dalam propilen glikol. Dihomogenkan menggunakan mikser dengan kecepatan pengadukan sebesar 400 rpm dengan waktu 20 menit.
3. Evaluasi sediaan emulgel a. Penentuan tipe emulsi dengan metode pewarnaan. Sejumlah emulgel dioleskan pada gelas objek dan ditambahkan satu tetes methylene blue. Selanjutnya dilakukan pengamatan secara mikroskopik untuk menentukan apakah emulsi dari sediaan emulgel tersebut bertipe M/A atau A/M. b. Pengujian daya sebar. Uji daya sebar dilakukan 48 jam setelah pembuatan dengan cara emulgel ditimbang seberat satu gram dan diletakkan ditengah kaca bulat berskala. Di atas emulgel diletakkan kaca bulat lain dan pemberat dengan berat total 125 gram, didiamkan selama satu menit, dicatat diameter penyebarannya (Garg, Aggrawal, Garg, and Singla, 2002). c. Pemeriksaan viskositas. Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan cara emulgel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada portable viscotester. Viskositas emulgel diketahui dengan mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas. Uji ini dilakukan dua kali, yaitu
29
setelah 48 jam emulgel selesai dibuat dan setelah penyimpanan selama satu bulan (Instruction Manual Viscotester VT-03E/VT-04).
d. Uji mikromeritik. Sejumlah emulgel dioleskan pada gelas objek kemudian letakkan pada mikroskop. Amati ukuran droplet yang terdispersi pada emulgel. Gunakan perbesaran lemah untuk menentukan objek yang akan diamati kemudian ganti dengan perbesaran kuat. Sebelum dilakukan pengukuran, terlebih dahulu mengkalibrasi lensa mikroskop. Catat diameter terjauh dari tiap droplet sejumlah 500 droplet (Martin et al., 1993).
E. Analisis Hasil Analisis statistik yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan uji Anova. Uji ini digunakan untuk mengetahui signifikansi dari setiap faktor dan interaksinya dalam mempengaruhi respon. Berdasarkan analisis statistik ini, maka dapat ditentukan ada tidaknya pengaruh signifikan dari setiap faktor dan interaksinya terhadap respon. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai p-value. Hipotesis alternatif (H 1 ) menyatakan bahwa komposisi Tween 80, Span 80, Carbopol, atau interaksinya berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel photoprotector, sedangkan H0 merupakan negasi dari H1 yang menyatakan bahwa komposisi tween 80, span 80, carbopol, atau interaksinya tidak berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel photoprotector. H1 diterima dan H 0 ditolak bila p-value
30
lebih kecil dari 0,05 yang berarti bahwa faktor berpengaruh signifikan terhadap respon. Taraf kepercayaan yang digunakan untuk uji statistik adalah 95% (Bolton, 1997; Muth, 1999). Optimasi dalam penelitian ini dilakukan dengan metode desain faktorial. Metode tersebut digunakan untuk menghasilkan persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Masing-masing persamaan desain faktorial tesebut dianalisis signifikansinya dengan uji Anova untuk mengetahui apakah persamaan tersebut dapat digunakan untuk memprediksi sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Berdasarkan pertimbangan signifikansi pengaruh dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, dilakukan prediksi hasil respon menggunakan software Design Expert 7.0.0™ untuk memperoleh komposisi optimum tween 80, Span 80, dan carbopol. Nilai ukuran droplet percentile 90 didapat dari analisis frekuensi deskriptif dengan menggunakan program SPSS 13.0®. Pergeseran ukuran droplet dianalisis secara statistik dengan mempertimbangkan normalitas data percentile 90. Jika data percentile 90 dari masing-masing formula terdistribusi normal, maka digunakan uji T sampel berpasangan untuk menganalisis pergeseran ukuran droplet, namun apabila data tersebut tidak terdistribusi normal maka untuk mengetahui ada tidaknya pergeseran ukuran droplet setelah penyimpanan selama satu bulan digunakan uji Wilcoxon.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Penetapan Dosis Ekstrak Teh Hijau sebagai Photoprotector Dosis ekstrak teh hijau yang digunakan sebagai photoprotector ditentukan berdasarkan kandungan EGCG (Epigallocatechin-3-gallate) dari ekstrak teh hijau tersebut. Konstituen dengan aktivitas kemopreventif paling tinggi dalam teh hijau yang bertanggung jawab pada efek farmakologi dan biokimia adalah EGCG. Pemberian EGCG secara topikal menghasilkan pencegahan terhadap sinar UVB dalam menginduksi respon inflamasi, imunosupresi dan oxidative stress (Katiyar, 2003). Berdasarkan Certificate of Analysis ekstrak teh hijau yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan EGCG sebesar 8,40% b/b. Menurut Saito et al. (2007) nilai IC 50 untuk senyawa EGCG yang terkandung di dalam ekstrak teh hijau hasil uji DPPH adalah 4,19 µg/mL dan pelarut yang digunakan dalam uji DPPH tersebut adalah metanol (berat jenis = 0,7918 g/mL). Untuk mengetahui jumlah ekstrak kering teh hijau sebagai photoprotector yang dapat digunakan untuk formula emulgel maka dilakukan perhitungan konversi berdasarkan nilai IC 50 untuk senyawa EGCG dan jumlah EGCG yang terkandung di dalam ekstrak teh hijau tersebut. Dari hasil perhitungan konversi tersebut didapatkan dosis ekstrak teh hijau yang digunakan sebagai photoprotector, yakni 0,031 gram.
31
32
B. Formulasi Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau Pembuatan emulgel photoprotector ini diawali dengan pendispersian carbopol di dalam aquadest dengan konsentrasi 3% b/v. Pada penelitian ini Carbopol didispersikan selama 24 jam untuk memaksimalkan hidrasi dan mencapai viskositas serta kejernihan yang maksimum. Sementara itu untuk pembuatan emulsi diawali dengan membuat fase air dan fase minyak. Fase air dibuat dengan mencampurkan aquadest dan Tween 80 pada suhu 70oC hingga homogen. Sementara itu fase minyak dibuat dengan mencampurkan parafin cair dan Span 80 pada suhu 70oC hingga homogen. Parafin cair dalam sediaan ini berfungsi sebagai emolien. Tween 80 dan Span 80 merupakan emulsifying agent nonionik yang akan membuat fase minyak dan fase air dapat saling campur sehingga dapat membentuk sistem emulsi. Emulsi dibuat dengan menambahkan fase minyak ke dalam fase air pada suhu 70oC sambil dilakukan pengadukan menggunakan mikser dengan kecepatan 300 rpm hingga terbentuk emulsi yang homogen. Pemanasan pada tahap ini bertujuan untuk memudahkan pencampuran dan mendukung terjadinya proses emulsifikasi. Ketika fase minyak ditambahkan ke dalam fase air, tween 80 dan span 80 akan membentuk lapisan monomolekuler pada lapisan batas antarmuka droplet parafin cair dengan air. Bagian hidrofobik dari tween 80 dan span 80, yakni rantai hidrokarbon akan mengarah ke dalam droplet parafin cair, sementara itu rantai polioksietilen dari tween 80 dan cincin span 80 yang merupakan bagian hidrofilik akan mengarah ke medium dispers, yaitu air. Di dalam droplet parafin cair akan terjadi interaksi van der waals antara rantai hidrokarbon dari tween 80 dan rantai
33
hidrokarbon dari span 80, di mana rantai hidrokarbon tween 80 berada di antara rantai span 80. Sementara itu pada medium dispers akan terjadi ikatan hidrogen antara bagian hidrofilik dari tween 80 dan span 80 dengan air. Rantai polioksietilen dari tween 80 dan cincin span 80 akan menjadikan kedua emulsifying agent ini sebagai halangan sterik bagi droplet-droplet parafin cair sehingga kemungkinan untuk bergabungnya droplet-droplet parafin cair dapat diminimalkan (Kim, 2005). TEA ditambahkan ke dalam carbopol yang telah didispersikan di dalam air dengan tujuan untuk menetralisasi pH carbopol. Sebelum ditambahkan TEA, carbopol yang telah didispersikan di dalam air berada dalam bentuk tidak terionkan dengan pH 3. Ketika dinetralisasi, pH carbopol mengalami peningkatan menjadi pH 6, dan pada kondisi tersebut carbopol menjadi lebih kental. Hal ini disebabkan pada saat penambahan TEA, gugus karboksil dari carbopol akan berubah menjadi COO-. Adanya gaya tolak menolak elektrostatis antara gugus karboksil
yang
telah
berubah
menjadi
COO-
mengakibatkan
carbopol
mengembang dan menjadi lebih rigid (Barry, 1983). Emulgel terbentuk dengan dicampurnya emulsi dan gel pada kecepatan putar mikser 400 rpm. Pada emulgel tersebut ditambahkan ekstrak teh hijau yang telah dilarutkan dalam aquadest. Metil paraben dan propil paraben yang dilarutkan di dalam propilen glikol juga ditambahkan ke dalam emulgel tersebut. Metil paraben dan propil paraben berfungsi sebagai pengawet, sedangkan propilen glikol selain sebagai pelarut metil paraben dan propil paraben juga berfungsi sebagai humektan (Rowe et al., 2009).
34
C. Penentuan Tipe Emulsi dari Sediaan Emulgel Penentuan
tipe
emulsi
dilakukan
dengan
metode
pewarnaan
menggunakan methylene blue. Dari hasil pengamatan secara mikroskopis, dapat disimpulkan bahwa tipe emulsi dari sediaan emulgel photoprotector adalah M/A (minyak dalam air). Hal ini dibuktikan dengan medium dispers yang berwarna biru, sedangkan fase dispers yang berupa droplet parafin cair tidak berwarna biru. Methylene blue merupakan pewarna yang larut air, hal inilah yang menyebabkan medium dispers dari sistem emulsi dan gel yang mengandung air akhirnya berwarna biru, sedangkan droplet fase dispers tidak. Hasil penentuan tipe emulsi dari sediaan emulgel photoprotector adalah sebagai berikut:
F1
Fa
Fb
Fab
Fc
Fac
Fbc
Fabc
Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskopik tipe emulgel (perbesaran 40x)
35
Penentuan tipe emulsi dari masing-masing formula diperkuat dengan adanya perhitungan nilai HLB. Dengan dasar perhitungan nilai HLB ini, dapat diprediksi tipe emulsi yang terbentuk dalam sediaan emulgel photoprotector. Berikut adalah nilai HLB dari masing-masing formula. Tabel V. Nilai HLB dari Tiap Formula Emulgel Formula Nilai HLB F1 11,43 Fa 12,33 Fb 9,65 Fab 10,72 Fc 11,43 Fac 12,33 Fbc 9,65 Fabc 10,72
Berdasarkan tabel V, maka nilai HLB pada seluruh formula berada pada rentang 8-13. Menurut Kim (2005) pada nilai HLB 8-18 akan terbentuk emulsi tipe M/A, dan pada nilai HLB 13-18 terjadi efek deterjensi dan solubilisasi. Dengan demikian, pada rentang nilai HLB 8-13 akan membentuk emulsi M/A tanpa efek deterjensi dan solubilisasi. Jadi berdasarkan nilai HLB maka tipe emulsi yang terbentuk pada sediaan emulgel photoprotector adalah M/A.
D. Pengaruh Tween 80, Span 80, dan Carbopol terhadap Respon Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik Emulgel Tween 80 dan span 80 merupakan emulsifying agent yang berperan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik suatu emulsi. Sementara itu carbopol adalah gelling agent yang berperan dalam menentukan sifat fisik dan
36
stabilitas fisik gel. Pertimbangan tersebut digunakan dalam memilih ketiga eksipien ini untuk menjadi faktor yang diamati pengaruhnya terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik dari sediaan emulgel photoprotector ini. Respon sifat fisik yang diamati adalah daya sebar dan viskositas emulgel, sedangkan respon stabilitas fisik yang diamati adalah pergeseran viskositas emulgel. Tabel VI. Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Tween 80, Span 80, dan Carbopol Faktor Tween 80 (g) Span 80 (g) Carbopol (g) Level rendah 3,75 1,875 115 Level tinggi 5,625 3, 75 145
1. Respon viskositas Viskositas adalah suatu tahanan untuk mengalir (Martin et al., 1993).
Viskositas yang tinggi akan memberikan stabilitas sistem emulsi di dalam sediaan emulgel karena akan meminimalkan pergerakan droplet fase dispers sehingga perubahan ukuran droplet ke ukuran yang lebih besar dapat dihindari dan kemungkinan terjadinya koalesens dapat dicegah. Pengukuran viskositas dilakukan pada hari kedua setelah pembuatan emulgel. Hasil uji respon viskositas ditunjukkan pada tabel VII berikut: Tabel VII. Hasil Uji Respon Viskositas Formula Rata-rata respon viskositas (d.Pa.s) 1 201,67±2,89 a 220,00±10,00 b 213,33±5,77 ab 223,33±5,77 c 243,33±11,55 ac 255,00±13,23 bc 246,67±2,89 abc 266,67±28,87
37
Berdasarkan data hasil pengujian respon viskositas, dilakukan analisis desain faktorial dengan menggunakan Software Design Expert 7.0.0™ untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon viskositas. Hasil analisis dari masingmasing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel VIII berikut: Tabel VIII. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Viskositas Faktor dan interaksi Efek Tween 80 (a) 15,00 Span 80 (b) 7,50 Carbopol (c) 38,33 Tween 80 dan Span 80 (ab) 0,00 Tween 80 dan Carbopol (ac) 0,83 Span 80 dan Carbopol (bc) 0,00 Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) 4,17
Pada tabel VIII terlihat sebagian besar faktor bernilai positif, yang berarti meningkatkan nilai respon viskositas. Sementara itu nilai efek dari interaksi antara tween 80 dan span 80 serta interaksi antara span 80 dan carbopol adalah 0,00 yang berarti kedua interaksi tersebut tidak memberikan efek kepada respon viskositas.
38
Gambar 5. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon viskositas
Gambar 6. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon viskositas Pada gambar 5 dapat dilihat bahwa pada level rendah carbopol, adanya peningkatan jumlah tween 80 baik pada level rendah maupun level tinggi span 80 akan menyebabkan peningkatan respon viskositas. Hal yang
39
sama juga ditunjukkan oleh grafik pada gambar 6, di mana pada level tinggi carbopol, semakin banyaknya jumlah tween 80 baik pada level tinggi maupun level rendah span 80 akan meningkatkan respon viskositas.
Gambar 7. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon viskositas
Gambar 8. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon viskositas
40
Berdasarkan grafik pada gambar 7 dapat dilihat adanya peningkatan respon viskositas pada level rendah span 80 ketika jumlah tween 80 ditingkatkan, baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol. Pada level tinggi span 80, peningkatan jumlah tween 80 baik pada level tinggi maupun level rendah carbopol akan diikuti dengan peningkatan respon viskositas seperti yang ditunjukkan oleh grafik pada gambar 8.
Gambar 9. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon viskositas
41
Gambar 10. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon viskositas Gambar 9 menunjukkan bahwa pada level rendah tween 80, peningkatan jumlah span 80 diiringi dengan peningkatan respon viskositas, baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol. Namun peningkatan respon viskositas pada level tinggi carbopol yang ditunjukkan oleh gambar 9 cenderung kecil jika dibandingkan dengan peningkatan respon viskositas pada level rendah carbopol, karena peningkatan viskositas yang terjadi pada level tinggi carbopol tersebut adalah sebesar 3,334 d.Pa.s sedangkan peningkatan viskositas yang terjadi pada level rendah carbopol sebesar 11,666 d.Pa.s. Sementara itu gambar 10 menunjukkan bahwa pada level tinggi tween 80, semakin banyak jumlah span 80 akan menyebabkan respon viskositas meningkat, baik pada level tinggi maupun level rendah carbopol. Tidak jauh berbeda dengan level tinggi carbopol pada gambar 9, peningkatan respon viskositas pada level rendah carbopol yang ditunjukkan oleh gambar 10 juga
42
cenderung kecil jika dibandingkan dengan peningkatan respon viskositas pada level tinggi carbopol, di mana peningkatan viskositas yang terjadi pada level rendah carbopol adalah sebesar 3,333 d.Pa.s sementara peningkatan respon viskositas yang terjadi pada level tinggi carbopol sebesar 11,667 d.Pa.s. Tabel IX. Hasil Uji Anova untuk Respon Viskositas Sum of Mean F p-value Source Squares df Square Value Prob > F Model 10612,50 7 1516,07 9,15 0,0001 A-tween 80 1350,00 1 1350,00 8,15 0,0115 B-span 80 337,50 1 337,50 2,04 0,1727 C-carbopol 8816,67 1 8816,67 53,23 < 0,0001 AB 0,000 1 0,000 0,000 1,0000 AC 4,17 1 4,17 0,025 0,8760 BC 0,000 1 0,000 0,000 1,0000 ABC 104,17 1 104,17 0,63 0,4394 Pure Error 2650,00 16 165,63 Cor Total 13262,50 23
Untuk mengetahui apakah persamaan desain faktorial untuk respon viskositas signifikan dalam memprediksi respon viskositas dan untuk melihat faktor dan interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon viskositas dilakukan uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0™. Suatu faktor atau interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon viskositas serta persamaan desain faktorial yang signifikan dalam memprediksi respon viskositas akan memberikan p-value lebih kecil dari 0,05. Dari tabel IX dapat dilihat bahwa persamaan desain faktorial untuk respon viskositas memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 yang berarti persamaan desain faktorial ini signifikan dalam memprediksi respon viskositas. Dari tabel IX juga dapat dilihat bahwa faktor carbopol dan
43
tween 80 merupakan faktor yang memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 dan dapat disimpulkan bahwa faktor tween 80 dan faktor carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon viskositas. Dari data signifikansi ini dapat disimpulkan bahwa penambahan carbopol dan tween 80 meskipun hanya dengan jumlah yang tidak terlalu banyak dalam formula emulgel antioksidan ini akan sangat berpengaruh pada profil viskositas sediaan tersebut. Penambahan carbopol sebagai gelling agent dalam sediaan emulgel ini akan meningkatkan viskositas sediaan. Hal ini disebabkan karena gugus karboksil dari carbopol telah berubah menjadi COOpada saat penambahan TEA. Adanya gaya tolak menolak elektrostatis antara gugus karboksil yang telah berubah menjadi COO- mengakibatkan carbopol mengembang menjadi lebih rigid dan viskositasnya meningkat (Barry, 1983). Meningkatnya viskositas sediaan akan meningkatkan kestabilan sistem emulsi dalam sediaan emulgel, karena meningkatnya viskositas dapat meminimalkan mobilitas dari droplet fase dispers di dalam medium dispersnya, sehingga kemungkinan bergabungnya droplet-droplet fase dispers dapat diminimalkan. Terkait dengan pengaruh yang signifikan dari carbopol dalam menentukan respon viskositas emulgel, maka dalam hal ini carbopol memegang peranan yang sangat penting dalam menjaga kestabilan sistem emulsi dari sediaan emulgel ini. Sementara itu tween 80 merupakan salah satu emulsifying agent yang digunakan dalam formula emulgel antioksidan ini. Tween 80 bersama dengan span 80 akan berperan dalam menstabilkan sistem emulsi di mana semakin
44
banyak tween 80 akan membuat medium dispers menjadi lebih rigid. Semakin rigid medium dispers akan mengakibatkan semakin meningkatnya viskositas sistem emulsi. Emulsi merupakan bagian dari sedian emulgel antioksidan ini. Oleh karena itu ketika viskositas sistem emulsi meningkat maka akan mempengaruhi viskositas dari emulgel, di mana dalam hal ini viskositas dari emulgel juga akan meningkat.
2. Respon daya sebar Menurut Garg et al. (2002) daya sebar merupakan karakteristik penting
dalam
formulasi
yang
menjamin
kemudahan
saat
sediaan
diaplikasikan di kulit, pengeluaran dari wadah, serta yang paling penting mempengaruhi penerimaan konsumen. Pada sediaan semipadat, daya sebar berbanding terbalik dengan viskositas sediaan. Semakin tinggi nilai viskositas suatu sediaan, maka daya sebar sediaan semakin rendah, begitu pula sebaliknya. Hasil uji respon daya sebar ditunjukkan pada tabel X berikut: Tabel X. Hasil Uji Respon Daya Sebar Formula Rata-rata respon daya sebar (cm) 1 3,87±0,58 a 3,67±0,58 b 3,70±0,10 ab 3,57±0,58 c 3,53±0,58 ac 3,53±0,58 bc 3,57±0,58 abc 3,13±0,12
45
Hasil pengujian respon daya sebar dianalisis menggunakan software Design Expert 7.0.0™ untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon daya sebar. Hasil analisis dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel XI berikut: Tabel XI. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Daya Sebar Faktor dan interaksi Efek Tween 80 (a) -0,19 Span 80 (b) -0,16 Carbopol (c) -0,26 Tween 80 dan Span 80 (ab) -0,092 Tween 80 dan Carbopol (ac) -0,025 Span 80 dan Carbopol (bc) -0,025 Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) -0,13
Pada tabel XI terlihat seluruh faktor bernilai negatif, yang berarti menurunkan nilai respon daya sebar. Tween 80, span 80, dan carbopol dan interaksinya merupakan faktor yang akan meningkatkan respon viskositas (tabel VIII). Nilai efek pada respon viskositas dan daya sebar ini semakin menegaskan bahwa hubungan respon viskositas dengan respon daya sebar adalah berbanding terbalik.
46
Gambar 11. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon daya sebar
Gambar 12. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon daya sebar Pada gambar 11 dapat dilihat bahwa pada level rendah carbopol, semakin banyak tween 80 yang digunakan baik pada level rendah dan level tinggi span 80 akan menurunkan respon daya sebar. Sementara itu pada level tinggi carbopol, semakin banyak tween 80 yang digunakan pada level tinggi
47
span 80 akan semakin menurunkan respon daya sebar, sedangkan pada level tinggi carbopol dan level rendah span 80, penambahan jumlah tween 80 tidak akan mengubah respon daya sebar seperti yang terlihat pada gambar 12.
Gambar 13. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon daya sebar
Gambar 14. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon daya sebar
48
Pada gambar 13 dapat dilihat bahwa semakin banyaknya jumlah tween 80 pada level tinggi carbopol dan level rendah span 80 tidak mengubah respon daya sebar, sedangkan pada level rendah carbopol, peningkatan jumlah tween 80 akan mengakibatkan penurunan respon daya sebar. Hal yang berbeda dapat dilihat pada gambar 14 di mana pada level tinggi span 80, semakin tinggi jumlah tween 80 baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol akan menyebabkan respon daya sebar mengalami penurunan.
Gambar 15. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon daya sebar
49
Gambar 16. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon daya sebar Dilihat dari grafik pada gambar 15, peningkatan jumlah span 80 pada level rendah carbopol dan level rendah tween 80 menghasilkan profil respon daya sebar yang berbeda dengan peningkatan jumlah span 80 pada level tinggi carbopol dan level rendah tween 80. Pada level rendah carbopol dan level rendah tween 80, peningkatan jumlah span 80 akan menurunkan respon daya sebar, sedangkan bertambahnya jumlah span 80 pada level tinggi carbopol dan level rendah tween 80 akan sedikit meningkatkan respon daya sebar, di mana peningkatan nilai respon daya sebar yang ditunjukkan pada grafik tersebut adalah sebesar 0,04 cm. Gambar 16 menunjukkan adanya penurunan respon daya sebar pada level tinggi tween 80 ketika jumlah span 80 ditingkatkan, baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol.
50
Tabel XII. Hasil Uji Anova untuk Respon Daya Sebar Sum of Mean F p-value Source Squares df Square Value Prob > F Model 0,92 7 0,13 24,34 < 0,0001 A-tween 80 0,22 1 0,22 40,69 < 0,0001 B-span 80 0,15 1 0,15 27,77 < 0,0001 C-carbopol 0,40 1 0,40 73,92 < 0,0001 AB 0,050 1 0,050 9,31 0,0076 AC 0,00375 1 0,00375 0,69 0,4176 BC 0,00375 1 0,00375 0,69 0,4176 ABC 0,094 1 0,094 17,31 0,0007 Pure Error 0,087 16 0,005416667 Cor Total 1,01 23
Dalam uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0™, suatu persamaan desain faktorial dikatakan signifikan dalam memprediksi respon jika p-value dari persamaan tersebut kurang dari 0,05. Sementara itu suatu faktor atau interaksi dikatakan signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar jika p-value dari faktor atau interaksi tersebut juga kurang dari 0,05. Dari hasil uji Anova yang ditunjukkan pada tabel XII, persamaan desain faktorial untuk respon daya sebar merupakan persamaan yang signifikan dalam memprediksi respon daya sebar, sedangkan faktor yang signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar adalah faktor tween 80, span 80, dan carbopol, di mana interaksi yang signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar interaksi tween 80 dan span 80, serta interaksi ketiga faktor. Tidak seperti hasil Anova pada respon viskositas yang hanya menunjukkan bahwa dua faktor saja yang berpengaruh signifikan (tabel IX), hasil Anova pada respon daya sebar menunjukkan ketiga faktor memiliki pengaruh yang signifikan dalam menentukan respon daya sebar. Ketiga faktor
51
tersebut, yakni tween 80, span 80, dan carbopol merupakan faktor yang meningkatkan respon viskositas. Respon daya sebar erat kaitannya dengan respon viskositas. Profil daya sebar suatu sediaan semisolid akan sangat ditentukan oleh profil viskositas sediaan semisolid tersebut. Profil daya sebar merupakan salah satu bentuk shearing stress yang diberikan pada sediaan semisolid. Ketika shearing stress dalam bentuk daya sebar tersebut diberikan dengan kekuatan yang sama besar pada beberapa emulgel yang memiliki komposisi tween 80, span 80, dan carbopol yang berbeda di antara masingmasing emulgel, maka emulgel yang mengandung tween 80, span 80, dan carbopol lebih banyak akan menghasilkan jangkauan penyebaran emulgel yang lebih sempit dibandingkan emulgel dengan komposisi tween 80, span 80, dan carbopol yang lebih sedikit. Hal ini dikarenakan ketiga eksipien tersebut akan meningkatkan viskositas emulgel dan peningkatan viskositas emulgel itu menyebabkan jangkauan penyebaran emulgel menjadi lebih sempit.
3. Respon Pergeseran viskositas Pergeseran viskositas dapat digunakan sebagai salah satu parameter kestabilan suatu sediaan. Pergeseran viskositas yang diamati adalah perubahan viskositas dari hari kedua setelah pembuatan emulgel sampai satu bulan selama penyimpanan. Nilai respon pergeseran viskositas yang besar menandakan adanya ketidakstabilan sediaan selama penyimpanan. Semakin besar nilai respon pergeseran viskositas dari suatu formula emulgel
52
menunjukkan semakin buruknya stabilitas fisik dari formula tersebut. Hasil uji respon pergeseran viskositas ditunjukkan pada tabel XIII berikut: Tabel XIII. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas Formula Rata-rata respon pergeseran viskositas (%) 1 4,94±2,41 a 3,83±1,44 b 4,69±0,12 ab 0,76±1,31 c 4,12±0,20 ac 3,93±0,20 bc 4,08±3,53 abc 0,67±1,16
Untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas dilakukan analisis desain faktorial dengan menggunakan software Design Expert 7.0.0™ berdasarkan data hasil pengujian respon pergeseran viskositas. Hasil analisis dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel XIV berikut: Tabel XIV. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Pergeseran Viskositas Faktor dan interaksi Efek Tween 80 (a) -2,16 Span 80 (b) -1,65 Carbopol (c) -0,36 Tween 80 dan Span 80 (ab) -1,51 Tween 80 dan Carbopol (ac) 0,36 Span 80 dan Carbopol (bc) 5,83x10-3 Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) -0,10
Dari tabel XIV dapat dilihat bahwa hanya interaksi tween 80 dan carbopol serta interaksi span 80 dan carbopol yang bernilai positif, sementara
53
itu faktor lainnya bernilai negatif. Hal ini berarti sebagian besar faktor memiliki efek menurunkan pergeseran viskositas. Faktor-faktor yang diamati pada penelitian ini merupakan bahan yang digunakan untuk menjaga stabilitas fisik sediaan semipadat. Tween 80 dan span 80 sebagai emulsifying agent berperan untuk menjaga stabilitas fisik emulsi sedangkan carbopol sebagai gelling agent berfungsi untuk menjaga stabilitas fisik emulsi dan gel.
Gambar 17. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon pergeseran viskositas
54
Gambar 18. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon pergeseran viskositas Gambar 17 menunjukkan pengaruh tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol dalam menentukan respon pergeseran viskositas. Respon pergeseran viskositas akan semakin menurun pada level rendah carbopol apabila jumlah tween 80 ditingkatkan, baik pada level tinggi maupun level rendah span 80. Gambar 18 juga menunjukkan pengaruh dua faktor yang sama dengan gambar 17, namun pada gambar 18 level carbopol adalah level tinggi. Grafik pada gambar 18 tersebut juga menunjukkan bahwa seiring meningkatnya jumlah tween 80 baik pada level rendah maupun level tinggi span 80 dengan kondisi level tinggi carbopol akan menurunkan respon pergeseran viskositas, namun pada grafik tersebut penurunan respon pergeseran viskositas sebagai akibat meningkatnya tween 80 pada level rendah span 80 cenderung kecil jika dibandingkan dengan level tinggi span 80, di
55
mana pergeseran viskositas pada level rendah span 80 sebesar 0,19% sedangkan pergeseran viskositas pada level tinggi span 80 sebesar 3,41%.
Gambar 19. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon pergeseran viskositas
Gambar 20. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon pergeseran viskositas
56
Grafik pada gambar 19 menunjukkan adanya penurunan respon pergeseran viskositas ketika tween 80 jumlahnya ditingkatkan baik pada level tinggi maupun level rendah carbopol dengan kondisi level rendah span 80. Hal yang sama ditunjukkan pada gambar 20 ditunjukkan di mana baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol dengan kondisi level tinggi span 80 akan terjadi penurunan respon pergeseran viskositas apabila jumlah tween 80 semakin banyak.
Gambar 21. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas
57
Gambar 22. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas Penurunan respon pergeseran viskositas yang ditunjukkan oleh gambar 21 pada level rendah tween 80 yang disebabkan oleh meningkatnya jumlah span 80 baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol cenderung kecil. Meningkatnya jumlah span 80 pada level tinggi carbopol hanya akan membuat penurunan respon pergeseran viskositas sebesar 0,04%, sedangkan untuk level rendah carbopol, bertambahnya jumlah span 80 diikuti dengan penurunan respon pergeseran viskositas sebesar 0,25%. Hal yang berbeda ditunjukkan oleh gambar 22, di mana penurunan respon pergeseran viskositas yang disebabkan oleh peningkatan jumlah span 80 baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol dengan kondisi level tinggi tween 80 cenderung lebih besar.
58
Tabel XV. Hasil Uji Anova untuk Respon Pergeseran Viskositas Sum of Mean F p-value Source Squares df Square Value Prob > F Model 59,77 7 8,54 2,91 0,0366 A-tween 80 28,06 1 28,06 9,55 0,0070 B-span 80 16,42 1 16,42 5,59 0,0311 C-carbopol 0,76 1 0,76 0,26 0,6181 AB 13,70 1 13,70 4,66 0,0464 AC 0,78 1 0,78 0,27 0,6132 BC 0,000 1 0,000 0,000 0,9935 ABC 0,061 1 0,06 0,021 0,8872 Pure Error 47,02 16 2,94 Cor Total 106,80 23
Meskipun tabel XIV menunjukkan bahwa setiap faktor dan interaksi antar faktor memiliki nilai efek untuk respon pergeseran viskositas, namun hal itu belum memastikan bahwa tiap faktor dan interaksi antar faktor memiliki efek atau pengaruh yang signifikan dalam menentukan nilai respon tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0™ untuk melihat faktor apa saja yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas. Uji Anova akan menunjukkan faktor dan/atau interaksi apa saja yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas, di mana suatu faktor dan interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas akan memberikan p-value lebih kecil dari 0,05. Uji Anova juga akan menunjukkan apakah persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas merupakan persamaan yang signifikan dalam memprediksi respon pregeseran viskositas, di mana suatu persamaan yang
59
signifikan dalam memprediksi respon akan memberikan p-value lebih kecil dari 0,05. Dari tabel XV dapat dilihat bahwa persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 dan hal ini berarti persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas merupakan persamaan yang signifikan dalam memprediksi respon pregeseran viskositas. Dari tabel XV juga dapat dilihat bahwa faktor-faktor dan interaksi lain selain faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 memberikan p-value yang lebih besar dari 0,05; sedangkan faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 memberikan p-value yang lebih kecil dari 0,05. Oleh karena itu dari hasil uji Anova dapat disimpulkan bahwa hanya faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas. Tween 80 dan span 80 akan saling bersinergi dalam menurunkan respon pergeseran viskositas dari sediaan emulgel karena tween 80 dan span 80 merupakan emulsifying agent yang akan menjaga stabilitas emulsi yang terdapat di dalam emulgel. Karena emulsi merupakan bagian dari emulgel maka stabilitas emulsi akan ikut menentukan stabilitas emulgel. Stabilitas fisik emulgel akan semakin baik apabila stabilitas emulsi yang terdapat di dalamnya dapat dijaga atau dipertahankan.
60
E. Pergeseran Ukuran Droplet Emulgel Pergeseran ukuran droplet merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menentukan profil kestabilan suatu emulsi. Terjadinya pergeseran ukuran droplet pada emulgel photoprotector menunjukkan bahwa sistem emulsi yang terbentuk dalam sediaan ini tidak stabil. Pergeseran distribusi ukuran droplet memperlihatkan adanya kemungkinan terjadi peristiwa koalesen pada sistem emulsi dari sediaan emulgel photoprotector tersebut. Koalesen merupakan salah satu peristiwa yang menggambarkan ketidakstabilan emulsi, di mana terjadi penggabungan droplet-droplet fase dispers membentuk droplet baru yang berukuran yang lebih besar. 500 droplet fase dispers diukur dari tiap formula dengan menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40x10 dan software Motic Image Plus 2.0™. Menurut Martin et al. (1993) jumlah droplet yang harus dihitung sekitar 300-500 droplet agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi ukuran droplet. Pengukuran dilakukan pada hari kedua setelah pembuatan emulgel photoprotector dan setelah penyimpanan selama satu bulan dengan tujuan untuk mengetahui kestabilan sistem emulsi dari emulgel photoprotector selama satu bulan penyimpanan. Ukuran droplet dari tiap formula dinyatakan dengan nilai percentile 90. Percentile 90 merupakan suatu parameter nilai yang menunjukkan sejumlah 90% dari populasi droplet yang diamati mempunyai ukuran kurang dari nilai yang tertera (Setyaningsih, 2009). Pergeseran ukuran droplet dapat dilihat dari pergeseran
61
nilai percentile 90 pada emulgel antioksidan setelah dua hari pembuatan dan setelah penyimpanan selama satu bulan.
Tabel XVI. Nilai Percentile 90 Ukuran Droplet Tiap Formula Formula Percentile 90 Percentile 90 Pergeseran Sig. (2hari kedua (µm) satu bulan (µm) Percentile 90 (%) tailed) 1 a b ab c ac bc abc
8,66±0,19 8,36±0,21 8,40±0,26 7,83±0,25 8,50±0,10 8,26±0,19 8,33±0,15 7,76±0,24
8,92±0,07 8,50±0,10 8,60±0,27 7,86±0,30 8,66±0,19 8,30±0,10 8,40±0,11 7,82±0,20
3,11±2,41 1,67±1,44 2,44±2,11 0,37±0,64 1,84±1,13 1,09±0,23 0,08±0,67 0,83±0,72
0,15 0,18 0,18 0,42 0,11 0,52 0,19 0,19
Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test) dengan taraf kepercayaan 95% digunakan untuk mengetahui apakah nilai percentile 90 antara pengamatan hari kedua setelah pembuatan dengan pengamatan setelah penyimpanan selama satu bulan dari masing-masing formula menunjukkan perbedaan yang signifikan. Nilai percentile 90 antara pengamatan hari kedua setelah pembuatan dengan pengamatan setelah penyimpanan selama satu bulan dari masing-masing formula yang berbeda signifikan menunjukkan adanya perubahan atau pergeseran ukuran droplet. Nilai percentile 90 antara pengamatan hari kedua setelah pembuatan dengan pengamatan setelah penyimpanan selama satu bulan dari masing-masing formula yang berbeda signifikan ditunjukkan dengan nilai Sig. (2-tailed) yang lebih kecil dari 0,05. Uji T sampel berpasangan digunakan karena setelah diuji dengan uji Shapiro-Wilk, data percentile 90 dari masing-masing formula menunjukkan distribusi yang normal (lampiran IX). Uji T
62
sampel berpasangan merupakan salah satu bentuk analisis parametrik. Analisis parametrik dapat digunakan apabila data yang akan dianalisis terdistribusi normal. Pada tabel XVI dapat dilihat bahwa nilai Sig. (2-tailed) dari seluruh formula lebih besar dari 0,05; sehingga perbedaan nilai percentile 90 antara pengamatan hari kedua setelah pembuatan dengan pengamatan setelah penyimpanan selama satu bulan dari masing-masing formula tidak signifikan. Hal ini menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan atau pergeseran ukuran droplet yang signifikan dari masing-masing formula. Ditinjau dari data pergeseran ukuran droplet, seluruh formula emulgel dapat dikatakan stabil.
F. Optimasi Tween 80, Span 80, dan Carbopol pada Formula Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau Tujuan
dari
optimasi
adalah
untuk
menentukan
perbandingan
penggunaan dan range jumlah tween 80, span 80, dan carbopol yang mampu menghasilkan emulgel dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik dan memenuhi syarat. Sifat fisik emulgel yang dipersyaratkan dalam optimasi ini meliputi daya sebar dan viskositas, sedangkan untuk stabilitas fisik adalah pergeseran viskositas. Dengan menggunakan software Design Expert 7.0.0™ dapat dibuat persamaan desain faktorial untuk masing-masing sifat fisik dan stabilitas fisik yang dipersyaratkan berdasarkan data hasil uji daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas. Masing-masing persamaan desain faktorial tersebut dianalisis signifikansinya dengan uji Anova untuk mengetahui apakah persamaan
63
tersebut dapat digunakan untuk memprediksi sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Menurut uji Anova persamaan yang dapat digunakan untuk memprediksi sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel akan memberikan p-value lebih kecil dari 0,05. Persamaan desain faktorial yang memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan contour plot daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas.
1. Contour plot viskositas Persamaan desain faktorial untuk viskositas adalah Y = -233,89 + 61,93X a + 100,30X b + 3,22X c – 20,54X a X b – 0,42X a X c – 0,74X b X c + 0,16X a X b X c (lampiran VIII). Persamaan desain faktorial untuk respon viskositas ini memberikan p-value sebesar 0,0001 yang berarti p-value dari persamaan ini kurang dari 0,05 dan dapat digunakan untuk membuat contour plot dan memprediksi respon viskositas.
Gambar 23. Contour plot viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada carbopol 136,09 gram
64
Area yang diarsir dengan warna hijau pada gambar 23 menunjukkan area komposisi optimum faktor tween 80 dan span 80 dengan carbopol level 136,09 gram, terbatas pada level tween 80, span 80, dan carbopol yang diteliti. Respon viskositas yang dikehendaki berkisar pada range 190 d.Pa.s sampai 250 d.Pa.s. Viskositas emulgel yang terlalu rendah dapat berpengaruh terhadap kestabilan sistem emulsi di dalam emulgel, di mana viskositas yang rendah akan menyebabkan droplet-droplet fase dispers lebih mudah bergerak sehingga kecenderungan droplet-droplet fase dispers untuk bergabung pada emulgel yang memiliki viskositas rendah lebih besar dibandingkan dengan emulgel yang memiliki viskositas tinggi. Viskositas emulgel yang terlalu rendah juga akan menyebabkan ketidaknyamanan saat emulgel diaplikasikan karena konsistensinya yang terlalu encer. Sementara itu apabila viskositas emulgel terlalu tinggi, maka emulgel akan sukar mengalir dan salah satu dampaknya adalah emulgel akan sulit dikeluarkan dari kemasan.
2. Contour plot daya sebar Persamaan desain faktorial untuk daya sebar adalah Y = 11,98 – 1,57X a – 2,61X b – 0,06X c + 0,56X a X b + 0,01X a X c + 0,02X b X c – 4,74x103
X a X b X c (lampiran VIII). Persamaan tersebut memberikan p-value sebesar <
0,0001 yang berarti p-value dari persamaan ini kurang dari 0,05 dan dapat digunakan untuk membuat contour plot dan memprediksi respon daya sebar.
65
Gambar 24. Contour plot daya sebar yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol Pada gambar 24 seluruh area diarsir warna hijau yang berarti seluruh area tersebut merupakan area komposisi optimum antara faktor tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol yang memenuhi syarat daya sebar yang dikehendaki, yakni 3 cm – 5 cm terbatas pada level tween 80, span 80, dan carbopol yang diteliti. Menurut Garg et al. (2002) daya sebar sediaan semisolid dapat dibedakan menjadi semistiff (sediaan semisolid yang memiliki viskositas tinggi) jika diameter penyebaran kurang dari 5 cm dan semifluid (sediaan semisolid yang memiliki viskositas cenderung encer) jika diameter penyebaran 5 cm sampai 7 cm. Pemilihan komposisi tween 80 dan span 80 pada titik yang berada di area yang diarsir tersebut dengan kondisi level rendah carbopol akan menghasilkan emulgel yang memiliki profil daya sebar sediaan semistiff dan diharapkan dapat memberikan kenyamanan saat diaplikasikan di kulit.
66
3. Contour plot pergeseran viskositas Persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas adalah Y = 15,92 – 1,80X a + 0,79X b – 0,12X c – 0,36X a X b + 0,02X a X c + 0,02X b X c – 3,82x10-3X a X b X c (lampiran VIII). Persamaan desain faktorial ini memberikan p-value sebesar 0,0366 yang berarti p-value dari persamaan ini kurang dari 0,05 dan dapat digunakan untuk membuat contour plot dan memprediksi respon viskositas.
Gambar 25. Contour plot pergeseran viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol Pada contour plot pergeseran viskositas ini seluruh area yang diarsir merupakan area komposisi optimum antara faktor tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terbatas pada level tween 80, span 80, dan carbopol yang diteliti. Berdasarkan contour plot pergeseran viskositas emulgel pada gambar 25, dapat ditentukan kombinasi komposisi optimum tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol untuk memperoleh respon pergeseran viskositas
67
yang diinginkan. Dalam penelitian ini pergeseran viskositas menggambarkan ketidakstabilan emulgel selama penyimpanan dalam jangka waktu satu bulan. Pergeseran viskositas yang diinginkan dari emulgel kurang dari sama dengan 10%. Emulgel diharapkan memiliki pergeseran viskositas serendah mungkin karena pergeseran viskositas menggambarkan stabilitas fisik emulgel. Pergeseran viskositas emulgel yang besar dalam jangka waktu tertentu selama penyimpanan
menunjukkan
adanya
ketidakstabilan
emulgel
selama
penyimpanan dalam jangka waktu tersebut.
Berdasarkan pengaruh yang signifikan dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, selanjutnya dilakukan prediksi hasil respon menggunakan software Design Expert 7.0.0™ dengan hasil sebagai berikut: Tabel XVII. Hasil Prediksi Respon yang Dikehendaki dari Faktor-Faktor yang Dioptimasi
Dari tabel XVII diperoleh kombinasi komposisi optimum tween 80 pada level 5,63 gram dan span 80 pada level 3,75 gram sebagai emulsifying agent, serta komposisi optimum carbopol pada level 133,41 gram sebagai gelling agent.
68
Komposisi tersebut diprediksi akan menghasilkan respon yang dikehendaki, yakni daya sebar 3,30 cm (respon daya sebar yang dipilih berkisar pada range 3 cm – 5 cm), viskositas 249,93 d.Pa.s (respon viskositas yang dipilih berkisar pada range 190 d.Pa.s – 250 d.Pa.s), dan pergeseran viskositas 0,70% (respon pergeseran viskositas yang dipilih yakni kurang dari sama dengan 10%). Pemilihan komposisi optimum tersebut didasarkan pada signifikan tidaknya pengaruh yang diberikan terhadap respon pergeseran viskositas. Pergeseran viskositas merupakan parameter yang menentukan stabilitas fisik emulgel dalam penelitian ini. Oleh karena itu komposisi yang optimum diharapkan dapat mendukung stabilitas fisik emulgel tersebut dengan mempertimbangkan respon pergeseran viskositas yang dihasilkan. Tween 80, span 80, dan interaksi keduanya merupakan tiga faktor yang berpengaruh signifikan terhadap respon pergeseran viskositas. Semakin tinggi level tween 80 dan span 80 akan menyebabkan respon pergeseran viskositas semakin rendah. Oleh karena itu komposisi tween 80 dan span 80 yang optimum adalah level tinggi dari kedua faktor tersebut. Sesungguhnya pergeseran viskositas yang paling baik adalah ketika komposisi carbopol juga berada pada level tingginya, namun hal ini akan menyebabkan respon viskositas menjadi jauh lebih tinggi dan melampaui range viskositas yang dikehendaki, yakni 190 d.Pa.s – 250 d.Pa.s. Hal ini dapat dipahami karena carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon viskositas. Oleh karena itu dipilih komposisi optimum carbopol pada level 133,41 gram dengan tujuan mendapatkan respon pergeseran viskositas yang semakin kecil namun tetap menghasilkan respon viskositas yang memenuhi range yang dikehendaki.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan 1. Persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon. 2. Tween 80 dan carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon viskositas. Sementara itu tween 80, span 80, carbopol, interaksi antara tween 80 dan span 80, serta interaksi antara ketiga faktor tersebut merupakan faktor dan interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon daya sebar, sedangkan tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dan span 80 merupakan faktor dan interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon pergeseran viskositas. 3. Ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki, yakni 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; dan 133,41 gram carbopol, di mana pada komposisi tersebut menghasilkan respon daya sebar 3,30 cm; viskositas 249,93 d.Pa.s; dan pergeseran viskositas 0,70%.
B. Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai uji iritasi primer emulgel photoprotector ekstrak teh hijau.
69
70
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang optimasi proses pembuatan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau, meliputi lama pencampuran, kecepatan putar mikser, dan suhu pencampuran.
DAFTAR PUSTAKA
Allen, L.V, 2002, The Art, Science, and Technology of Pharmaceutical Compounding, Second Edition, 263, 268, 274, 276, American Pharmaceutical Association, United States of America Anonim, 1988, Emulgator dalam Bidang Farmasi, 70-71, Institut Teknologi Bandung, Bandung Anonim, 2010a, Toxicology and Carcinogenesis Studies of Polysorbate 80 (CAS No. 9005-65-6) in F344/N Rats and B6C3F 1 Mice (Feed Studies), http://ntp.niehs.nih.gov/?objectid=0709A276-0D0E-3EBDA3B3CCC2CD707101, diakses tanggal 22 Desember 2010 Anonim, 2010b, Span 80, http://www.chemyq.com/en/xz/xz1/1551udvxo.htm, diakses tanggal 22 Desember 2010 Anonim,2011,Photoprotection,http://www.clinuvel.com/scenesse/afamelanotidesmechanism-of-action/photoprotection, diakses tanggal 6 Februari 2011 Ansel, H.C., 1999, Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi, Edisi IV, 390, UI Press, Jakarta Armstrong, N.A., and James, K.C., 1996, Pharmaceutical Experimental Design and Interpretation, 131-165, Tylor and Francis, United States of America Aulton, M.E. and Diana M.C., 1991, Pharmaceutical Practice, 109, 111, Longman Singapore Publishers Ptc Ltd, Singapore Barel, Andre O, Paye, M., and Howard, I., 2001, Handbook of Cosmetic Science and Technology, 155, Marcel Dekker Inc., New York Barry, B.W., 1983, Dermatological Formulation, 300-304, Marcel Dekker Inc., New York Billany, M., 2002, Suspensions and Emulsions, in Aulton, M. E., (Ed), Pharmaceutics : The Science of Dosage Form Design, 2nd Ed., 342, 344, 348, ELBS with Churchill Livingstone, New York Block, L.H, 1996, Pharmaceutical Emulsions and Microemulsions, in Lieberman, H.A., Lachman, L., Schwatz, J.B., (Eds.), Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse System, Vol. 2, 2nd Ed., 67-69, Marcel Dekker Inc., New York Bolton, 1997, Pharmaceutical Statistics Practical and Clinical Applications, 3rd Ed., 610-619, Marcel Dekker Inc., New York
71
72
Florence, A. T. and Atwood, D., 2006, Physicochemical Principles of Pharmacy, 4th ed., 239., Pharmaceutical Press, London Friberg, S.E., L.G. Quencer, and M.L. Hilton. 1996, Theory of Emulsions, in Lieberman H.A., Rieger, M.M., and Banker, G.S., (Eds.). Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems, Volume 1, Second Edition, Revised and Expanded, 57. Marcel Dekker Inc., New York Garg, A., Aggrawal, D., Garg, S., and Singla, A.K., 2002, Spreading of Semisolid Formulations: An Update, Pharmaceutical Technology, September 2002, 84-105, http://www.pharmtech.com, diakses tanggal 17 September 2010 Greenberg, L.A., 1954, Handbook of Cosmetic Materials, 325, Interscience Publishers Inc., New York Hartoyo, A., 2003, Teh dan Khasiatnya bagi Kesehatan Sebuah Tinjauan Ilmiah, 15, Kanisius, Yogyakarta Katiyar, S.K., 2003, Skin Photoprotection by Green Tea: Antioxidant and Immunomodulatory Effects, Department of Dermatology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham Kim, Cheng-ju, 2005, Advanced Pharmaceutics : Physicochemical Principles, 214-235, CRC Press LLC, Florida Magdy, I.M., 2004, Optimation of Chlorphenesin Emulgel Formulation. The AAPS Journal (serial on line) 2004;6(3):26. http://www.Aapspharm sci.org/, diakses 31 Agustus 2010 Martin, A., Swarbrick, J., and Cammarata, A., 1993, Physical Pharmacy, 3rd ed., 522-537, 1077-1119, Lea & Febiger, Philadelphia Matsui, M.S., Hsia, A., Miller, J.D., Hanneman, K., Scull, H., Cooper, K.D., et al., 2009, Non-Sunscreen Photoprotection: Antioxidants Add Value to a Sunscreen, Departmentof Dermatology, University Hospitals, Case Medical Center, Cleveland Mitsui, T., 1997, New Cosmetic Science, 38-45, Elsevier, Amsterdam Muth, J.E. De., 1999, Basic Statistics and Pharmaceutical Statistical Applications, 265-289, Marcel Dekker Inc., New York Nairn, J. G., 1997, Topical Preparation, in Swarbrick, J., and Boylan, J.C., Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Vol. 15, 235, Marcel Dekker Inc., New York
73
Nichols, J. A., and Katiyar, S. K., 2009, Skin Photoprotection by Natural Polyphenols: Anti-Inflammatory, Antioxidant, and DNA Repair Mechanisms, Department of Dermatology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham Ostle, B., 1956, Statistic in Research: Basic Concept and Techniques for Research Workers, The Iowa State College Press, Iowa Rieger, M.M., 1996, Surfactants, in Lieberman, H.A., Rieger, M.M., Banker, G.S., (Eds), Pharmaceutical Dosage Forms : Disperse System, Vol.1, 226227, Marcel Dekker Inc., New York Rowe, R.C., Sheskey, P.J., and Quinn, M.E., 2009, Handbook of Pharmaceutical Excipients, 6th edition, 580-584, Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association 2009, Washington D.C. Saito, S.T., Gosmann, G., Saffi, J., Presser, M., Richter, M.F., Bergold, A.M., 2007, Characterization of Constituents and Antioxidant Activity of Brazilian Green Tea (Camellia sinensis var. assamica IAC-259 Cultivar) Extracts, Universidade Luterana do Brasil, Brazil Setyaningsih, D., 2009, Perbedaan Metode Preparasi Emulsi A/M Ekstrak Etanol Buah Momordica charantia, L terhadap Ukuran Droplet, Arah Penelitian Obat Bahan Alam, Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta Smolinske, S.C., 1992, Handbook of Food, Drug and Cosmetic Excipient, 295296, CRC Press, USA Svobodova, A., Psotova, J., and Walterova, D., 2003, Natural phenolics in prevention of UV-Induced Skin Damage (A review), Biomed. Papers, 147(2), 137-145 Syah, A.N.A., 2006, Taklukkan Penyakit dengan Teh Hijau, 59-60, 61, 72, PT.Agromedia Pustaka, Jakarta Voigt, 1994, Buku Pelajaran Teknologi Farmasi, ed IV, 330, 380, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta Zatz, J.L., and Kushla, G.P., 1996, Gels, in Lieberman, H.A., Lachman, L., Schwatz, J.B., (Eds.), Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse System, Vol. 2, 2nd Ed., 413-414, Marcel Dekker Inc, New York
LAMPIRAN
I. Certificate of Analysis (CoA) Ekstrak Teh Hijau
74
75
76
II. Perhitungan dosis ekstrak teh hijau untuk antioksidan Berat jenis metanol = 0.7918 g/mL IC 50 EGCG = 4,19 µg/mL = 4,19 x 10-4 g/100 mL = 4,19 x 10-4 g/79,18 g (pelarut yang digunakan adalah metanol) Jumlah EGCG dalam emulgel yang dikehendaki= basis x 4,19 x 10-4 g/79,18 g =500,325
g
x
4,19x10-4
g/79,18 g = 2,648 x 10-3 g Ekstrak teh hijau yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan EGCG sebesar 8,40% b/b. Ekstrak teh hijau yang ditambahkan ke dalam formula = 2,648.10-3 g x 100/8,40 = 0,031 g. III. Perhitungan rHLB dan HLB A. Perhitungan rHLB Bahan Parafin cair
rHLB =
rHLB (emulsi tipe minyak dalam air) 12 Σ
= 12
Jumlah (g) 25 25
77
B. Perhitungan HLB Formula Tween 80 (g) F1 3,75 Fa 5,625 Fb 3,75 Fab 5,625 Fc 3,75 Fac 5,625 Fbc 3,75 Fabc 5,625 HLB tween 80 = 15
Span 80 (g) 1,875 1,875 3,75 3,75 1,875 1,875 3,75 3,75
HLB span 80 = 4,3 1. Formula 1 HLB =
= 11,43
2. Formula a HLB =
= 12,33
3. Formula b HLB =
= 9,65
4. Formula ab HLB =
5. Formula c
= 10,72
Jumlah (g) 5,625 7,5 7,5 9,375 5,625 7,5 7,5 9,375
78
HLB =
= 11,43
6. Formula ac HLB =
= 12,33
7. Formula bc HLB =
= 9,65
8. Formula abc HLB =
= 10,72
IV. Data sifat fisis dan stabilitas emulgel A. Daya sebar (cm) replikasi F1 Fac 1 3,9 3,6 2 3,8 3,5 3 3.9 3,5 rata-rata 3,87 3,53 SD 0,58 0,58
Fb 3,7 3,8 3,6 3,70 0,10
Fc Fa Fbc Fab Fabc 3,5 3.6 3,6 3,5 3,0 3,5 3.7 3,6 3,6 3,2 3,6 3.7 3,5 3,6 3,2 3,53 3.67 3,57 3,57 3,13 0,58 0.58 0,58 0,58 0,12
79
B. Viskositas (d.Pa.s) replikasi F1 Fa Fb Fab Fc Fac Fbc Fabc 1 205 220 210 230 230 245 245 250 2 200 210 210 220 250 270 245 250 3 200 230 220 220 250 250 250 300 rata-rata 201,67 220,00 213,33 223,33 243,33 255,00 246,67 266,67 SD 2,89 10,00 5,77 5,77 11,55 13,23 2,89 28,87
C. Pergeseran viskositas Pergeseran viskositas = η1 = viskositas hari kedua setelah pembuatan emulgel η2 = viskositas setelah penyimpanan emulgel selama satu bulan
1. Formula 1
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 205 200 200
viskositas (d.Pas) pergeseran viskositas satu bulan (%) 190 7,32 195 2,50 190 5,00 rata-rata 4,94 SD 2,41
2. Formula a
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 220 210 230
viskositas (d.Pas) satu bulan 210 200 225 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 4,55 4,76 2,17 3,83 1,44
80
3. Formula b viskositas (d.Pas) replikasi 2 hari 1 210 2 210 3 220
viskositas (d.Pas) satu bulan 200 200 210 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 4,76 4,76 4,55 4,69 0,12
4. Formula ab
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 230 220 220
viskositas (d.Pas) satu bulan 230 220 215 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 0,00 0,00 2,27 0,76 1,31
5. Formula c
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 230 250 250
viskositas (d.Pas) satu bulan 220 240 240 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 4,35 4,00 4,00 4,12 0,20
81
6. Formula ac
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 245 270 250
viskositas (d.Pas) satu bulan 235 260 240 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 4,08 3,70 4,00 3,93 0,20
viskositas (d.Pas) satu bulan 230 230 250 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 6,12 6,12 0,00 4,08 3,53
viskositas (d.Pas) satu bulan 250 245 300 rata-rata SD
pergeseran viskositas (%) 0,00 2,00 0,00 0,67 1,16
7. Formula bc
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 245 245 250
8. Formula abc
replikasi 1 2 3
viskositas (d.Pas) 2 hari 250 250 300
V. Normalitas Data Box Cox Power Transforms menunjukkan transformasi yang disarankan jika data berasal dari kelompok data yang tidak normal. Berdasarkan hasil yang didapat, maka tidak terdapat saran transformasi data pada semua plot Box Cox.
82
Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa berdasarkan plot yang didapat, maka data berasal dari kelompok data yang normal.
A. Daya sebar
B. Viskositas
83
C. Pergeseran viskositas
VI. Tabel nilai efek terhadap masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0™ A. Daya sebar
84
B. Viskositas
C. Pergeseran viskositas
85
VII. Data hasil uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0™ untuk signifikansi pengaruh faktor terhadap masing-masing respon A. Daya sebar
86
B. Viskositas
87
C. Pergeseran viskositas
88
VIII. Persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0™ A. Daya sebar
B. Viskositas
89
C. Pergeseran viskositas
90
IX. Analisis Statistik Pergeseran Ukuran Droplet A. Formula 1 1. Percentile 90
N
Valid Missing
F1_hari2 _rep1 500
F1_hari2 _rep2 500
F1_hari2 _rep3 500
F1_1bulan _rep1 500
F1_1bulan _rep2 500
F1_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.481
6.522
6.674
6.664
6.391
6.536
Std. Error of Mean
.0772
.0671
.0722
.0779
.0860
.0777
Median
6.200
6.300
6.500
6.350
6.300
6.400
Mode Std. Deviation Variance
5.0
6.3
6.3
6.3
6.3
6.3
1.7270
1.4997
1.6140
1.7426
1.9234
1.7378
2.982
2.249
2.605
3.037
3.700
3.020
Skewness
.563
.435
.458
.813
.631
.443
Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
Kurtosis
.497
1.160
.698
1.548
1.003
.898
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
10.3
10.8
10.8
12.5
12.7
11.6
Minimum
2.2
2.2
2.2
2.2
2.0
2.0
Maximum
12.5
13.0
13.0
14.7
14.7
13.6
Sum Percentiles
3240.6
3261.0
3337.2
3331.8
3195.6
3268.1
25
5.100
5.700
5.700
5.425
5.100
5.400
50
6.200
6.300
6.500
6.350
6.300
6.400
75
7.600 8.600
7.300 8.500
7.500 8.870
7.600 9.000
7.600 8.870
7.300 8.900
90
91
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) F1_hari2 F1_1bulan
Statistic .283
df
.301
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic .934
3
.
.912
df 3
Sig. .505
3
.424
a Lilliefors Significance Correction
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Paired Differences
Mean Pair 1
F1_hari2 F1_1bulan
-.26667
Std. Deviation .20551
95% Confidence Interval of the Difference
Std. Error Mean
Lower
Upper
.11865
-.77718
.24384
t -2.248
Sig. (2tailed)
df 2
.154
92
B. Formula a 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fa_hari2 _rep1 500
Fa_hari2 _rep2 500
Fa_hari2 _rep3 500
Fa_1bulan _rep1 500
Fa_1bulan _rep2 500
Fa_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.695
6.002
6.470
5.905
6.568
6.479
Std. Error of Mean
.0598
.0740
.0737
.0830
.0687
.0788
Median
6.400
6.000
6.300
5.800
6.400
6.300
7.1
5.8
6.3
5.0
6.3
6.3
1.3373
1.6550
1.6491
1.8567
1.5354
1.7616
1.788
2.739
2.720
3.447
2.358
3.103
.958
.279
.478
.678
.254
.486
Mode Std. Deviation Variance Skewness Std. Error of Skewness Kurtosis Std. Error of Kurtosis
.109
.109
.109
.109
.109
.109
2.758
.182
.589
1.322
.948
.687
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
9.8
10.4
9.5
12.7
9.8
11.6
Minimum
3.2
2.0
2.2
2.0
2.2
2.0
Maximum
13.0
12.4
11.7
14.7
12.0
13.6
3347.3
3001.0
3235.2
2952.3
3284.2
3239.6
25
6.100
5.000
5.400
4.500
5.800
5.125
50
6.400
6.000
6.300
5.800
6.400
6.300
75
7.300
7.100
7.300
7.100
7.300
7.300
90
8.290
8.200
8.600
8.500
8.400
8.600
Sum Percentiles
93
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fa_hari2
Statistic .303
df
Fa_1bulan
.175 a Lilliefors Significance Correction
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic .908
3
.
1.000
df 3
Sig. .413
3
1.000
t
df
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Paired Differences
Mean Pair 1
Fa_hari2 Fa_1bulan
-.13667
Std. Deviation .11846
95% Confidence Interval of the Difference
Std. Error Mean
Lower
.06839
-.43094
Upper .15761
-1.998
Sig. (2tailed) 2
.184
94
C. Formula b 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fb_hari2 _rep1 500
Fb_hari2 _rep2 500
Fb_hari2 _rep3 500
Fb_1bulan _rep1 500
Fb_1bulan _rep2 500
Fb_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.059
6.214
6.174
6.530
6.364
6.339
Std. Error of Mean
.0937
.0824
.0773
.0815
.0682
.0644
Median
5.800
6.100
6.100
6.300
6.300
6.300
5.0
5.0
5.0
6.1
6.3
7.1
2.0946
1.8418
1.7293
1.8227
1.5256
1.4390
4.387
3.392
2.990
3.322
2.327
2.071
.782
.614
.392
.712
.383
.339
Mode Std. Deviation Variance Skewness Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
1.196
1.370
.967
1.220
.507
.802
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
12.7
12.7
11.6
12.5
9.5
8.7
2.0
2.0
2.0
2.2
2.2
3.0
Kurtosis
Minimum Maximum
14.7
14.7
13.6
14.7
11.7
11.7
3029.4
3106.8
3087.0
3264.8
3182.2
3169.6
25
4.500
5.000
5.000
5.100
5.400
5.400
50
5.800
6.100
6.100
6.300
6.300
6.300
75
7.200
7.200
7.200
7.575
7.200
7.100
90
8.590
8.500
8.100
8.900
8.500
8.400
Sum Percentiles
95
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fb_hari2
Statistic .321
df
Fb_1bulan
.314 a Lilliefors Significance Correction
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic .882
3
.
.893
df 3
Sig. .331
3
.363
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Paired Differences
Mean Pair 1
Fb_hari2 Fb_1bulan
-.20333
Std. Deviation .17616
95% Confidence Interval of the Difference
Std. Error Mean
Lower
Upper
.10171
-.64095
.23428
t -1.999
Sig. (2tailed)
df 2
.184
96
D. Formula ab 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fab_hari2 _rep1 500
Fab_hari2 _rep2 500
Fab_hari2 _rep3 500
Fab_1bulan _rep1 500
Fab_1bulan _rep2 500
Fab_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
5.918
5.721
5.774
6.241
5.897
5.732
Std. Error of Mean
.0779
.0730
.0723
.0666
.0658
.0764
Median
5.800
5.700
5.800
6.200
6.000
5.800
5.0
5.1
5.0
6.3
6.3
4.0
1.7416
1.6316
1.6177
1.4890
1.4720
1.7076
Mode Std. Deviation Variance
3.033
2.662
2.617
2.217
2.167
2.916
Skewness
.524
.276
.219
.305
-.008
.124
Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
Kurtosis
.652
.074
.439
.650
-.207
.002
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
10.2
9.7
10.4
9.5
7.4
9.4
2.2
2.0
2.0
2.2
2.0
2.0
Minimum Maximum
12.4
11.7
12.4
11.7
9.4
11.4
2958.8
2860.3
2887.0
3120.6
2948.5
2866.1
25
5.000
4.500
4.550
5.100
5.000
4.500
50
5.800
5.700
5.800
6.200
6.000
5.800
75
7.100
6.700
7.100
7.100
7.000
7.100
90
8.100
7.800
7.600
8.190
7.800
7.600
Sum Percentiles
97
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fab_hari2
Statistic .219
Fab_1bulan
.250 a Lilliefors Significance Correction
df
Shapiro-Wilk
Sig. 3
.
Statistic .987
3
.
.967
df 3
Sig. .780
3
.649
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Mean Pair 1
Fab_hari2 Fab_1bulan
-.03000
Paired Differences 95% Confidence Interval of the Difference Std. Std. Error Deviation Mean Lower Upper .05196
.03000
-.15908
.09908
t -1.000
Sig. (2tailed)
df 2
.423
98
E. Formula c 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fc_hari2 _rep1 500
Fc_hari2 _rep2 500
Fc_hari2 _rep3 500
Fc_1bulan _rep1 500
Fc_1bulan _rep2 500
Fc_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.306
6.451
6.299
6.312
6.127
6.331
Std. Error of Mean
.0709
.0662
.0773
.0775
.0751
.0838
Median
6.300
6.300
6.100
6.300
6.100
6.100
6.3
7.1
6.3
6.3
6.3
5.0
1.5864
1.4794
1.7282
1.7328
1.6800
1.8742
Mode Std. Deviation Variance
2.517
2.189
2.987
3.003
2.822
3.512
Skewness
.419
.330
.428
.408
.325
.757
Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
Kurtosis
.507
.562
.373
.338
.384
1.282
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
9.5
9.5
10.2
9.7
9.7
12.7
Minimum
2.2
2.2
2.2
2.0
2.0
2.0
Maximum
11.7
11.7
12.4
11.7
11.7
14.7
3153.0
3225.6
3149.7
3156.1
3063.6
3165.5
25
5.100
5.400
5.100
5.100
5.000
5.000
50
6.300
6.300
6.100
6.300
6.100
6.100
75
7.200
7.200
7.300
7.300
7.100
7.300
90
8.500
8.400
8.600
8.600
8.500
8.870
Sum Percentiles
99
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fc_hari2
Statistic .175
Fc_1bulan
.283 a Lilliefors Significance Correction
df
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic 1.000
3
.
.934
df 3
Sig. 1.000
3
.505
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Mean Pair 1
Fc_hari2 Fc_1bulan
-.15667
Paired Differences 95% Confidence Interval of the Difference Std. Std. Error Deviation Mean Lower Upper .09815
.05667
-.40048
.08715
t -2.765
Sig. (2tailed)
df 2
.110
100
F. Formula ac 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fac_hari2 _rep1 500
Fac_hari2 _rep2 500
Fac_hari2 _rep3 500
Fac_1bulan _rep1 500
Fac_1bulan _rep2 500
Fac_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.143
6.058
6.099
6.296
6.321
6.507
Std. Error of Mean
.0703
.0755
.0741
.0678
.0721
.0611
Median
6.100
6.100
6.050
6.300
6.300
6.300
6.3
5.0
6.3
6.3
6.3
6.3
1.5711
1.6893
1.6567
1.5171
1.6122
1.3662
Mode Std. Deviation Variance
2.468
2.854
2.745
2.302
2.599
1.866
Skewness
.327
.292
.387
.405
.085
.592
Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
Kurtosis
.736
.347
.497
.747
.168
1.060
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
9.7
9.7
9.5
9.8
9.7
8.7
Minimum
2.0
2.0
2.2
2.2
2.0
3.0
Maximum
11.7
11.7
11.7
12.0
11.7
11.7
3071.4
3029.0
3049.3
3148.2
3160.3
3253.4
25
5.100
5.000
5.000
5.100
5.100
5.800
50
6.100
6.100
6.050
6.300
6.300
6.300
75
7.100
7.200
7.100
7.200
7.300
7.200
90
8.100
8.200
8.470
8.200
8.300
8.400
Sum Percentiles
101
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fac_hari2
Statistic .283
Fac_1bulan
.175 a Lilliefors Significance Correction
df
Shapiro-Wilk
Sig. 3
.
Statistic .934
3
.
1.000
df 3
Sig. .505
3
1.000
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Mean Pair 1
Fac_hari2 Fac_1bulan
-.04333
Paired Differences 95% Confidence Interval of the Difference Std. Std. Error Deviation Mean Lower Upper .09815
.05667
-.28715
.20048
t -.765
Sig. (2tailed)
df 2
.524
102
G. Formula bc 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fbc_hari2 _rep1 500
Fbc_hari2 _rep2 500
Fbc_hari2 _rep3 500
Fbc_1bulan _rep1 500
Fbc_1bulan _rep2 500
Fbc_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
6.152
6.053
6.121
6.416
6.317
6.259
Std. Error of Mean
.0728
.0804
.0759
.0681
.0746
.0827
Median
6.100
6.000
6.000
6.400
6.300
6.300
5.0
5.0
5.0
6.1
6.3
6.3
1.6287
1.7981
1.6976
1.5217
1.6683
1.8503
Mode Std. Deviation Variance
2.653
3.233
2.882
2.316
2.783
3.423
Skewness
.481
.669
.470
.361
.438
.574
Std. Error of Skewness
.109
.109
.109
.109
.109
.109
Kurtosis
.510
1.550
.422
1.088
1.059
1.221
Std. Error of Kurtosis
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
9.7
12.7
9.5
9.5
11.4
12.7
Minimum
2.0
2.0
2.2
2.2
2.2
2.0
Maximum
11.7
14.7
11.7
11.7
13.6
14.7
3075.9
3026.6
3060.5
3208.1
3158.7
3129.4
25
5.000
5.000
5.000
5.625
5.100
5.025
50
6.100
6.000
6.000
6.400
6.300
6.300
75
7.100
7.100
7.200
7.200
7.300
7.200
90
8.200
8.300
8.500
8.290
8.400
8.500
Sum Percentiles
103
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Fbc_hari2
Statistic .253
df
Fbc_1bulan
.179 a Lilliefors Significance Correction
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic .964
3
.
.999
df 3
Sig. .637
3
.948
t
df
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Paired Differences
Mean Pair 1
Fbc_hari2 Fbc_1bulan
-.06333
Std. Deviation .05508
95% Confidence Interval of the Difference
Std. Error Mean
Lower
.03180
-.20015
Upper .07348
-1.992
Sig. (2tailed) 2
.185
104
H. Formula abc 1. Percentile 90
N
Valid Missing
Fabc_hari2 _rep1 500
Fabc_hari2 _rep2 500
Fabc_hari2 _rep3 500
Fabc_1bulan _rep1 500
Fabc_1bulan _rep2 500
Fabc_1bulan _rep3 500
0
0
0
0
0
0
Mean
5.680
6.004
5.995
5.613
5.642
5.915
Std. Error of Mean
.0672
.0633
.0743
.0724
.0744
.0710
Median
5.800
6.100
6.100
5.650
5.700
6.000
5.1
6.3
5.8
5.0
4.0
5.0
1.5025
1.4148
1.6606
1.6195
1.6635
1.5867
Variance
2.258
2.002
2.758
2.623
2.767
2.517
Skewness
-.126
.138
.050
.395
.428
.281
Mode Std. Deviation
Std. Error of Skewness Kurtosis Std. Error of Kurtosis
.109
.109
.109
.109
.109
.109
-.360
.559
.292
.282
.224
.571
.218
.218
.218
.218
.218
.218
Range
7.4
9.7
9.7
10.4
9.4
9.7
Minimum
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
Maximum
9.4
11.7
11.7
12.4
11.4
11.7
2839.8
3001.8
2997.7
2806.6
2820.8
2957.5
25
4.500
5.025
5.000
4.200
4.500
5.000
50
5.800
6.100
6.100
5.650
5.700
6.000
75
6.800
7.000
7.200
6.700
6.700
7.100
90
7.500
7.800
7.980
7.600
7.890
7.980
Sum Percentiles
105
2. Uji normalitas data
Kolmogorov-Smirnov(a) Statistic .232
Fabc_hari2
df
Fabc_1bulan
.298 a Lilliefors Significance Correction
Shapiro-Wilk
3
Sig. .
Statistic .980
3
.
.915
df 3
Sig. .726
3
.437
3. Uji T sampel berpasangan (paired-samples T test)
Paired Differences
Mean Pair 1
Fabc_hari2 Fabc_1bulan
-.06333
Std. Deviation .05508
Std. Error Mean .03180
95% Confidence Interval of the Difference Lower -.20015
Upper .07348
t -1.992
Sig. (2tailed)
df 2
.185
106
X. Dokumentasi
Formula 1
Formula a
Formula b
Formula ab
Formula c
Formula ac
107
Formula bc
Formula abc
Uji viskositas
Uji mikromeritik
Ekstrak kering teh hijau
Uji daya sebar
108
Droplet F1 (dua hari)
Droplet F1 (satu bulan)
Droplet Fa (dua hari)
Droplet Fa (satu bulan)
Droplet Fb (dua hari)
Droplet Fb (satu bulan)
Droplet Fab (dua hari)
Droplet Fab (satu bulan)
109
Droplet Fc (dua hari)
Droplet Fc (satu bulan)
Droplet Fac (dua hari)
Droplet Fac (satu bulan)
Droplet Fbc (dua hari)
Droplet Fbc (satu bulan)
Droplet Fabc (dua hari)
Droplet Fabc (satu bulan)
BIOGRAFI PENULIS
Penulis lahir pada tanggal 28 April 1989 di Pringsewu, Lampung. Lahir dari ayah bernama Fransiskus Xaverius B. Gurusinga dan ibu bernama Fransiska S. Sembiring. Penulis merupakan anak sulung, memiliki satu adik perempuan bernama Anselma Aprilliya Kartika Sari. Penulis telah menempuh pendidikan di TK Fransiskus Pringsewu pada tahun 1994-1995, lalu melanjutkan pendidikan di SD Fransiskus Pringsewu pada tahun 1995-2001. Penulis melanjutkan pendidikan menengah di SMP Xaverius Pringsewu pada tahun 2001-2004 dan SMA Pangudi Luhur Van Lith Muntilan pada tahun 2004-2007. Pada tahun 2007 penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang perguruan tinggi di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hingga tahun 2011. Semasa kuliah, penulis pernah menjadi asisten dosen Praktikum Formulasi dan Teknologi Sediaan Solid B (2010) dan Praktikum Formulasi dan Teknologi Sediaan Semi Solid-Liquid (2010). Selain itu penulis juga aktif dalam beberapa organisasi dan kegiatan kemahasiswaan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, antara lain menjadi pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Farmasi (2008), pelaksana Pengabdian Masyarakat Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma (2008), panitia Pharmacy Performance and Event Cup (2008), dan panitia Titrasi (2009).
110
