I. Tujuan Percobaan :
· Menghitung jumlah golongan surfaktan yang digunakan dalam pembuatan emulsi.
· Membuat emulsi dengan mengunakan emulgator golongan surfaktan.
· Mengevaluasi ketidakstabilan suatu emulsi.
· Menentukan HLB butuh minyak yang digunakan dalam pembuatan emulsi.
II. Teori Umum :
A. Defenisi Emulsifikasi
Emulsifikasi
merupakan proses pembentukan emulsi pada suatu sediaan
farmasi(susanti.2008) . Terdapat beberapa pengertian tentang emulsi,
yaitu :
1. Menurut FI III : 9
Emulsi
adalah sediaan yang mengandung bahan obat cair atau cairan obat
terdispersidalam cairan pembawa distabilkan dengan zat pengemulsi atau
surfaktan yang cocok.
2. Menurut FI IV : 6
Emulsi adalah sistem dua fase dimana salah satu cairannya terdispersi dalam cairanyang lain dalam bentuk tetesan-tetesan kecil.
3. Menurut Ensyclopedia : 138
Umumnya
digambarkan sebagai sistem heterogen, terdiri dari dua cairan yang
tidak bercampur. Satu diantaranya didispersikan secara seragam sebagai
tetesan kecil dalamcairan lain.
4. Menurut Formularium Nasional : 412
Emulsi
adalah sediaan berupa campuran terdiri dari dua fase cairan dalam
sistemdispersi; yang satu terdispersi sangat halus dan merata dalam fase
cairan lainnya;umumnya dimantapkan dengan zat pengemulsi.
Dalam bidang farmasi, emulsi biasanya terdiri dari minyak dan air. Berdasarkan fasa terdispersinya dikenal dua jenis emulsi, yaitu :
a. Emulsi minyak dalam air, yaitu bila fasa minyak, terdispersi di dalam fasa air
b. Emulsi air dalam minyak, yaitu bila fasa air terdispersi di dalam fasa minyak.
Zat
pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar
memperoleh emulsi yang stabil. Zat pengemulsi adalah PGA, tragakan,
gelatin, sapodan lain-lain. Pada pembuatan emulsi, surfaktan juga dapat
digunakan sebagai emulgator. Jika surfaktan yang digunakan sebagai
emulgator maka dapat terbentuk suatu emulsi ganda (multiple emulsion).
Sistem ini merupakan jenis emulsi air-minyak-air atau sebaliknya. Mekanisme kerja emulgator semacam ini berdasarkan atas kemampuannya menurunkan tegangan permukaan air dan minyak serta membentuk lapisan monomolecular pada permukaan globul fase terdispersi.
Beberapa zat pegemulsi yang umum digunakan :
Nama
|
Golongan
|
Tipe emulsi yang terbentuk
|
Trietanolamin oleat
|
Zat aktif permukaan (anionic)
|
o/w (HLB = 12 )
|
N-setil N-etilmorfolinum etosulfat
|
Zat aktif permukaan (anionic)
|
o/w (HLB = 25 )
|
Sorbiton monoleat
|
Zat aktif permukaan (anionic)
|
o/w (HLB = 4.3)
|
Polioksietilen sorbiton monoleat
|
Zat aktif permukaan (anionic)
|
o/w (HLB = 15 )
|
akasia
|
Koloid hidrofilik
|
o/w
|
gelatin
|
Koloid hidrofilik
|
o/w
|
bentonit
|
Partikel padat
|
o/w
|
vagum
|
Partikel padat
|
o/w
|
Karbon hitam
|
Partikel padat
|
o/w
|
Ada 3 macam golongan emulgator :
a. Adsorpsi monomolekuler / surfaktan
b. Adsorpsi molekuler
c. Adsorpsi partikel padat
Adsorpsi monomolekuler / surfaktan
Secara
kimia molekul surfaktan terdiri atas gugus polar dan non polar. Apabila
surfaktan dimasukkan ke dalam sistem yang terdiri dari air dan minyak,
maka gugus polar akan mengarah ke fase air sedangkan gugus non polar
akan mengarah ke fase minyak. Surfaktan yang didominasi gugus polar akan
cenderung membentuk emulsi minyak dalam air. Sedangkan jika molekul
surfaktan lebih didominasi gugus non polar akan cenderung menghasilkan
emulsi air dalam minyak. Metode yang dapat digunakan untuk menilai efisiensi surfaktan sebagai emulgator adalah Metode HLB (hydrophilic-lipophilic balance).
Griffin menyusun suatu skala ukuran HLB surfaktan yang dapat digunakan menyusun daerah efisiensi HLB optimum untuk setiap fungsi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB suatu
surfakatan, sifat kepolarannnya akan meningkat. Disamping itu, HLB
butuh minyak yang digunakan juga perlu diketahui. Pada umumnya nilai HLB
butuh suatu minyak adalah tetap untuk setiap emulsi tertentu dan nilai ini di tentukan berdasarkan percobaan.
Menurut Griffin, nilai HLB butuh setara dengan nilai HLB surfaktan yang
digunakan untuk mengemulsikan minyak dengan air sehingga membentuk
suatu emulsi yang stabil.
Contoh :
R/ paraffin cair 20% HLB 12
Emulgator 5%
Air ad 100%
Secara
teoritis emulgator dengan HLB 12 merupakan emulgator yang paling cocok
untuk pembuatan emulsi dengan formulasi diatas. Tetapi pada kenyataannya
jarang sekali ditemukan surfaktan dengan HLB yang nilainya sama dengan
nilai HLB butuh minyak fase minyak.oleh karena itu pengunaan kombinasi
surfaktan dengan nilai HLB rendah dan tinggi akan memberikan hasil yang
lebih baik.hal ini disebabkan karena dengan mengunakan kombinasi
emulgator yang akan diperoleh nilai HLB butuh minyak, misalnya pada
emulsi tersebut diatas mengunakan kombinasi tween 80 (HLB 15 dan span
(HLB 4,3 ) diperlukan perhitungan jumlah masing-masing emulgator.jumlah
tersebut dihitung melalui cara berikut :
Jumlah emulgator yang dibutuhkan = 5% x 100 g =5 g
Misalkan jumlah tween 80 = a g, maka span 80 =(5- a) g
Persamaan :
( ax 15)+(5-a) x (4,3) =(5x12)
15a + 21,5 – 4,3 a = 60
10,7 a =38,5
a = 3,6
jadi, jumlah tween 80 yang dibutukan = 3,6 g
jumlah span 80 yang dibutuhkan = (5-3,6) g =1,4 g
disamping
itu, pengunaan kombinasi dua emulgator akan menghasilkan emulsi yang
stabil karena terbentuknya lapisan monomolekuler yang lebih rapat pada
permukaan globul.
Ketidakstabilan Emulsi
a. Flokulasi dan Creming
Fenomena ini terjadi karena pengabungan partikel yang disebabkan oleh adanya energy bebas permukaa semata.sifatnya reversible.
b. Pengabungan dan Pemecahan
koalesan dan breaking.
Pecahnya emulsi karena lapisan film yang meliputi partikel rusak dan
butir minyak akan koalesen (menyatu). Sifatnya ireversibel (tidak bias
diperbaiki).
c. Berbagai Jenis Perubahan Kimia dan Fisika
Peristiwa
kimia seperti penambahan alkhol,perubahan CaCl2. Peristiwa fisika,
seperti pemanasan,peyaringan,pendiginan dan pengadukan.
d. Inverse Fase
Peristiwa berubahnya sekonyong-konyong tipe emulsi w/o menjadi o/w atau sebaliknya dan sifat irreversible.
III. Alat dan Bahan :
Alat
1. Lumping Dan Alu
2. Gelas Ukur
3. Hotplate
4. Gelas Beker
5. Batang Pengaduk
6. Thermometer
|
Bahan
1. Minyak
2. Aquadest
3. Tween
4. Span
|
IV. Percobaan :.
Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB lebar
R/ Minyak 30
Tween
30%
Span
Air ad 100
Dibuat emulsi dengannilai HLB butuh masing-masing 8,9,10,11,12,13.
Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB Sempit
Dari
hasil percobaan di atas diperoleh nilai HLB butuh berdasarkan emulsi
yang tampak relatif paling stabil. Misalnya nilai HLB butuhnya 9, maka
untuk memperoleh nilai HLB butuh lebih akurat, perlu satu seri emulsi
lagi dengan nilai HLB 8 sampai 10 dengan jarak HLB masing-masing 0,25.
V. Prosedur Kerja :
1. Menghitung jumlah tween dan spa yang dibutuhkan untuk setiap nilai HLB butuh.
2. Menimbang masing-masing minyak,air,tween,dan spa sejumlah yang dibutuhkan
3. Mencampurkan minyak dengan spa,mencampurkan air dengan spa alu keduanya dipanaskan diatas tengas air suhu 60C
4. Memasukkan campuran minyak kedalam campuran air didalam lumping dan segera diaduk menggunakan pengaduk selama 5 menit.
5. Memasukkan emulsi kedalam gelas ukur dan diberi tanda sesuai nilai HLB masing-masing.
6. Tangga emulsi dalam tabung di usahakan sama dan mencatat waktu mulai memasukkan emulsi kedalam tabung.
7. Mengamati jenis emulsi dalam tabung diusahakan sama dan mencatat waktu mulai memasukkan emulsi kedalam tabung.
8. Menentukan pada nilai HLB berapakah emulsi tampak relative paling stabil.
VI. Hasil Percobaan dan Perhitungan :
PERHITUNGAN
1. Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB lebar
Kelompok 4 menghitung HLB 12
Jumlah emulgator yang dibutuhkan : 3 % x 100 g = 3 g
Minyak : 30 %
Air : add 100
Misalkan ; jumlah tween 80 HLB 15 = a g, Maka span 80 HLB 4,3 = (3-a) g
Misalkan ; jumlah tween 80 HLB 15 = a g, Maka span 80 HLB 4,3 = (3-a) g
Persamaan :
(a x 15 ) + (3 - a) x 4,3 = 3 x 12
15 a + 12,9 – 4,3 a = 36
10,7 a = 23,1
a = 23,1 = 2,16 gram
10,7
10,7
Jadi, jumlah Tween 80 yang dibutuhkan = 2,16 gram
Jumlah span 80 yang dibutuhkan = (3 – 2,16 ) gram = 0,84 gram
2. Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB sempit
Kelompok 4 menghitung HLB 14,25
Jumlah emulgator yang dibutuhkan : 6 % x 100 g = 6 g
Minyak : 30 %
Air : add 100
Misalkan ; jumlah tween 80 HLB 15 = a g, Maka span 80 HLB 4,3 = (6 - a) g
Air : add 100
Misalkan ; jumlah tween 80 HLB 15 = a g, Maka span 80 HLB 4,3 = (6 - a) g
Persamaan :
(a x 15 ) + (6 - a) x 4,3 = 6 x 14,25
(a x 15 ) + (6 - a) x 4,3 = 6 x 14,25
15 a + 25,8 – 4,3 a = 85,5
10,7 a = 59,7
a = 59,7 = 5,58 gram
10,7
10,7
Jadi, jumlah Tween 80 yang dibutuhkan = 5,58 gram
Jumlah span 80 yang dibutuhkan = (6 – 5,58 ) gram = 0.42 gram
Tabel Massa Tween dan Span yang dibutuhkan pada masing-masing nilai HLB butuh Jarak lebar
Nilai HLB
|
Massa Tween
(gram)
|
Massa Span
(gram)
|
9
|
1,3
|
1,7
|
10
|
1,6
|
1,4
|
11
|
1,9
|
1,1
|
12
|
2,2
|
0,8
|
13
|
2,4
|
0,6
|
14
|
2,7
|
0,3
|
Tabel Massa Tween dan Span yang dibutuhkan pada masing-masing nilai HLB butuh Jarak sempit
Nilai HLB
|
Massa Tween
(gram)
|
Massa Span
(gram)
|
13,25
|
5
|
1
|
13,5
|
5,2
|
0,8
|
13,75
|
5,3
|
0,7
|
14,25
|
5,6
|
0,4
|
14,5
|
5,7
|
0.3
|
14,75
|
5,9
|
0,1
|
HASIL PENGAMATAN
1. Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB lebar (menggunakan data anak kelas A)
Dengan komposisi : Emulgator 6 %, Minyak 30 % dan Air add 100 %
Hari
|
HLB Butuh Minyak
| |||||
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
9
| |
1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3
|
50,6 ml
|
59,2 ml
|
45 ml
|
44 ml
|
50,5 ml
|
50,2 ml
|
4
|
52,1 ml
|
59,2 ml
|
47 ml
|
44,5 ml
|
50,5 ml
|
50,6 ml
|
5
|
52,5 ml
|
59,6 ml
|
51 ml
|
44,5 ml
|
51 ml
|
50,6 ml
|
6
|
52,8 ml
|
60,3 ml
|
51,5 ml
|
44,5 ml
|
51 ml
|
50,6 ml
|
Keterangan : Data letak batas antara lapisan pertama dan lapisan kedua.
HLB Butuh Minyak
|
Keterangan
|
10
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
11
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
12
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
13
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
14
|
Creaming lebih lama terjadi.
Emulsi relatif stabil. |
9
|
Creaming langsung terjadi dan panjang creaming lebih panjang di antara yang lain.
Emulsi relatif paling tidak stabil. |
2. Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB sempit
Dengan komposisi : Emulgator 6 %, Minyak 30 % dan Air add 100
Dengan komposisi : Emulgator 6 %, Minyak 30 % dan Air add 100
Hari
|
HLB butuh minyak
| |||||
13.25
|
13.5
|
13.75
|
14.25
|
14.5
|
14.75
| |
1
|
B : 0-51
T : 51-56,5
A : 56,5-75
|
B: 0-38
T : 38-39
A : 39-75
|
B: 0-45,5
T : 45,5-46
A : 46-75
|
B : 0-45
T : 45-49
A : 49-75
|
B : 0-50
T : 50-51
A : 51-75
|
B: 0-48
T : 48-49,5
A :49,5-75
|
2
|
B: 0-51
T : 51-56,5
A : 56,5-75
|
B : 0-46
T : 46-49
A : 49-75
|
B : 0-46
T : 46-47,5
A : 47,5-75
|
B: 0-45
T : 45-49
A : 49-75
|
B: 0-50
T : 50-51
A : 51-75
|
B:0-48
T : 48-49,5
A :49,5-75
|
3
|
B : 0-51
T : 51-56,5
A : 56,5-75
|
B : 0-46
T : 46-49
A : 49-75
|
B : 0-47
T : 47-48,5
A : 48,5-75
|
B : 0-45,5
T : 45,5-50
A : 50-75
|
B : 0-50
T : 50-51
A : 51-75
|
B : 0-48
T : 48-49,5
A :49,5-75
|
4
|
B: 0-51,5
T : 51,5-56
A : 56-75
|
B: 0-46
T : 46-49
A : 49-75
|
B: 0-47l
T : 47-48,5
A : 48,5-75
|
B: 0-45,5
T : 45,5-50
A : 50-75
|
B : 0-50
T : 50-51
A : 51-75
|
B : 0-48
T : 48-49,5
A :49,5-75
|
5
|
B : 0-51,5
T : 51,5-56
A : 56-75
|
B : 0-46
T : 46-49
A : 49-75
|
B : 0-47.5
T : 47,5-48,5
A :48,5-75
|
B : 0-44
T : 44-50
A :50-75
|
B : 0-51
T : 51-53
A : 53-75
|
B:0-49,5
T : 49,5-50
A :50-75
|
Keterangan : B : Bawah, T : Tengah, A : Atas
HLB Butuh Minyak
|
Keterangan
|
13,25
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
13,5
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
13,75
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi masih relatif tidak stabil. |
14,25
|
Creaming langsung terjadi.
Emulsi relatif stabil. |
14,5
|
Creaming lebih lama terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
14,75
|
Creaming lebih lama terjadi.
Emulsi relatif tidak stabil. |
VII. Pembahasan :
Pada
percobaan kali ini digunakan surfaktan dengan kombinasi yaitu tween 80
dan span 80, oleh karena itu diperlukan nilai HLB (Hydrophylic –
Lypopilic Balance) butuh minyak. HLB butuh minyak setara dengan HLB
campuran surfaktan yang digunakan untuk mengemulsikan minyak sehingga
membentuk emulsi yang stabil. HLB butuh minyak ini perlu ditentukan
apabila emulsi menggunakan kombinasi surfaktan, jika hanya menggunakan
satu jenis surfaktan tidak diperlukan nilai HLB butuh minyak. HLB butuh
minyak harus berada di rentang nilai HLB kombinasi surfaktan. Pada
prakktikum ini digunakan surfaktan tween 80 dengan nilai HLB 15 dan span
80 nilai HLBnya 4,3.
Pada
percobaan emulsifikasi ini awalnya akan dibuat satu seri emulsi dengan
nilai HLB butuh jaarak lebar yang masing-masing adalah 9,10,11,12,13,
dan 14. Bahan yang digunakan adalah minyak dan air, sedangkan untuk
emulgator digunakan emulgator kombinasi surfaktan yaitu Tween 80 dan
Span 80. Pencampuran Tween 80 dengan air karena nilai HLB
Tween 80 relatif tinggi yaitu sebesar 15. Nilai HLB yang tinggi
menunjukkan bahwa Tween 80 bersifat polar sehingga dapat bercampur
dengan air yang bersifat polar. Sedangkan Span 80 dicampur dengan fase
minyak, karena Span 80 memiliki nilai HLB yang lebih rendah yaitu 4,3
dan menunjukkan bahwa Span 80 bersifat non polar sehingga dapat
bercampur dengan minyak.
Terbentuknya
emulsi ditandai dengan berubahnya warna campuran menjadi putih susu.
Setelah beberapa menit emulsi yang terbentuk dimasukkan ke dalam tabung
sedimentasi dan diberi tanda sesuai dengan nilai HLB-nya. Tinggi emulsi
dalam tabung diusahakan sama agar mempermudah dalam membandingkan
kestabilan dari tiap emulsi. Selanjutnya, diamati ketidakstabilan emulsi
yang terjadi selama 5 hari. Dari hasil pengamatan, setelah emulsi
dipindahkan ke dalam tabung sedimentasi semua emulsi mengalami creaming.
Terbentuknya creaming menandakan emulsi yang terbentuk tidak stabil.
Creaming yang terbentuk mengarah ke atas.
Foto sediaan emulsi dengan HLB butuh dengan jarak jauh
Creaming
berpotensi terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna.
Jadi, semakin tinggi creaming yang terjadi, semakin besar pula potensi
fase dalam untuk bergabung secara sempurna.
Dari
data pengamatan dapat dilihat bahwa semua emulsi mengalami creaming
sehingga dapat dikatakan tidak ada yang stabil. Tinggi creaming pada
emulsi dengan HLB 9 jauh lebih tinggi dibandingkan tinggi creaming pada
emulsi lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa emulsi minyak oleum ricini
dengan air pada HLB 9 paling tidak stabil jika dibandingkan dengan
emulsi pada HLB lainnya. Sedangkan pada HLB 14 memiliki creaming yang
lebih rendah dari pada yang lainnya. Hal ini menunjukkan pula bahwa
emulsi pada HLB 14 yang paling stabil dibandingkan dengan yang lainnya.
Dari
praktikum pertama diduga minyak X yang digunakan memiliki HLB butuh 14.
Untuk memperjelas hasil emulsi, kembali dilakukan praktikum dengan
menggunakan jarak HLB butuh dengan jarak pendek, dimana HLB yang
digunakan mendekati HLB 14, yaitu HLB butuh masing-masing 13.25, 13.50,
13.75, 14.25, 14.5, dan 14.75. setelah emulsi dibuat,
masing-masing emulsi tetap mengalami creaming. Namun lama pembentukan
masing-masing emulsi berbeda-beda. Yang paling lama mengalami creaming
adalah emulsi dengan nilai HLB butuh 14,25.
Foto sediaan emulsi dengan HLB butuh dengan jarak pendek
Tabung
sedimentasi memiliki diameter yang berbeda-beda, sehingga kestabilan
dapat dilihat pula dengan melihat kondisi warna emulsi. Pada HLB butuh
14,25 terlihat warna yang paling keruh diantara yang lain. Warna yang
keruh ini menandakan bahwa masih terdapat globul-globul yang menyebar
pada emulsi. Pada emulsi HLB 14,75 juga terlihat emulsi dengan warna
keruh, namun pada bagian atasnya telah mengalami breaking. Sehingga
dapat di simpulkan bahwa emulsi yang relatif stabil pada HLB butuh jarak
sempit adalah emulsi dengan HLB 14,25.
Dari
percobaan ini dibandingkan pula keadaan sediaan emulsi kelas A dan
kelas B dengan sistem pengocokan berbeda. Kelas A menggunakan
homogenizer dan kelas B menggunakan lumpang alu. Didapatkan sistem
emulsi yang lebih stabil adalah emulsi yang menggunakan sistem
pengocokan homogenizer.
VIII. Kesimpulan :
Dari data pengamatan dan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :
ü Untuk
menentukan nilai HLB butuh minyak yang belum diketahui maka mencari
HLBnya dengan cara melakukan percobaan dua kali, yaitu penentuan HLB
minyak dengan jarak HLB lebar dan jarak HLB sempit.
ü Emulsi
dengan bahan air dan minyak oleum ricini menggunakan emulgator Tween
dan Span 80 dengan HLB jarak lebar 9,10,11,12,13, dan 14 tidak stabil
karena mengalami creaming, dimana creaming yang terbentuk mengarah ke
atas.
ü Diantara emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling tidak stabil adalah emulsi dengan HLB 9.
ü Diantara
emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling stabil adalah emulsi
dengan HLB 14. Sehingga pada percobaan berikutnya ditentukan nilai HLB
butuh minyak jarak sempit yang mendekati nilai HLB 14.
ü Untuk nilai HLB jarak sempit, emulsi yang paling stabil yaitu pada nilai HLB butuh minyak 14,25.
ü Semakin
tinggi creaming yang terjadi, semakin besar pula potensi fase dalam
untuk bergabung secara sempurna. Sehingga menunjukkan emulsi tersebut
tidak stabil.
ü Ketidakstabilan
emulsi dapat terjadi karena penggunaan emulgator yang tidak sesuai,
selain itu penurunan suhu yang tiba-tiba dapat menyebabkan emulsi
menjadi tidak stabil. Penambahan air secara langsung dalam campuran juga
mempengaruhi pembentukan emulsi yang tidak stabil.
ü Kestabilan juga dipengaruhi oleh sistem pengocokan yang digunakan.
SUMBER :
Agoes, G. 2006. Pengembangan Sediaan Farmasi. Bandung: Penerbit ITB
Anief. Moh. 2000. Farmasetika. Gajah Mada University Press : Yogyakarta
Anonim a. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta : Departemen kesehatan RI
Anonim b. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia
Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 – 482
Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.591
http://www.perfspot.com/ Emulsi/ Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Ibnuhayyan. 2008. Emulsi. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.