BAB II STUDI PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II STUDI PUSTAKA 2.1.Tinjauan Pustaka Kosmetika Kosmetika adalah bahan atau sediaan yang dimaksudkan untuk digunakan pada bagian luar tubuh manusia (epidermis, rambut, kuku, bibir, dan organ genital bagian luar), atau gigi dan membran mukosa mulut, terutama untuk membersihkan, mewangikan, mengubah penampilan, dan/atau memperbaiki bau badan atau melindungi atau memelihara tubuh pada kondisi baik (11). Penggolongan kosmetika menurut kegunaanya bagi kulit antara lain adalah kosmetika perawatan kulit (skincare kosmetik) yang didalamnya meliputi kosmetik untuk membersihkan kulit (cleanser) sabun, cleansing krim, milk, dan penyegar kulit. Kosmetika untuk melembabkan kulit (moisturizer), misalnya moisturing krim, night krim, sunblock krim / lotion, kosmetika untuk menipiskan atau mengampelas kulit (peeling), misalnya scrubkrim yang berisi butiran-butiran halus yang berfungsi sebagai pengampelas (abrasiver), serta kosmetika untuk pelindung kulit, misalnya sunscreen krim dan sunskrim foundation, sunblock krim / lotion. Jenis kosmetika lainnya adalah kosmetika riasan (decorative/make up). Jenis tersebut diperlukan untuk merias dan menutup cacat pada kulit sehingga menghasilkan penampilan yang lebih menarik serta menimbulkan efek psikologis yang baik seperti percaya diri (self confidence) (12) Lotion Lotion adalah sediaan cair berupa suspensi atau disperse, digunakan sebagai obat luar. Dapat berbentuk suspensi zat padat dalam bentuk serbuk halus dengan bahan pensuspensi yang cocok atau emulsi tipe minyak dalam air dengan surfaktan yang cocok. Dapat ditambahkan zat warna, zat pengawet, 5

2 6 dan zat pewangi yang cocok. Komposisi dari lotion terdiri dari pewangi, petroleum jelly, gliserol, pewarna, pengawet, dan agen stabilitas (13) Paraben Paraben adalah ester asam para-hidroksibenzoat dan biasanya mencakup metil paraben, etil paraben, butil paraben, dan propil paraben (14). Paraben larut dalam alkohol, eter, gliserin, dan propilen glikol, serta sedikit larut atau hampir tidak larut dalam air (15). Paraben yang sering digunakan dalam kosmetik adalah metil paraben dan propil paraben. Metil paraben memiliki nama IUPAC metil 4- hidroksibenzoat. Struktur metil paraben dapat dilihat pada gambar 2.1. Metil paraben berbentuk hablur kecil, tidak berwarna atau serbuk hablur, putih, tidak berbau atau berbau khas lemak, mempunyai sedikit rasa terbakar. Metil paraben sukar larut dalam air, benzene dan dalam karbon tetraklorida, tetapi mudah larut dalam etanol dan dalam eter, serta memiliki nilai pka 8,4. Konsentrasi metil paraben yang biasa digunakan pada sediaan topikal adalah 0,02-0,3 %. Metil paraben stabil pada ph 3-6, stabil dalam penyimpanan selama 4 tahun pada suhu kamar. Metil paraben memiliki inkompabilitas dengan bentonit, magnesium trisilicate, talkum, tragacanth, natrium alginate, minyak esensial, sorbitol, atropine (16,17). Propil paraben berbentuk serbuk putih atau hablur kecil, tidak berwarna serta memiliki kelarutan sangat sukar larut dalam air, mudah larut dalam etanol, dan dalam eter, sukar larut dalam air mendidih, serta memiliki nilai pka 8,4. Propil paraben memiliki nama IUPAC propil 4-hidroksibenzoat. Struktur propil paraben dapat dilihat pada gambar 2.1. Konsentrasi propil paraben yang biasa digunakan pada sediaan topikal adalah 0,01-0,6 %. Larutan propil paraben dalam air dengan ph 3-6, stabil dalam penyimpanan selama 4 tahun pada suhu kamar, sedangkan pada ph lebih dari 8 akan cepat terhidrolisis. Propil paraben memiliki inkompabilitas dengan magnesium silikat, magnesium trisilikat, besi oksida kuning (16,17). Metil paraben dan

3 7 propil paraben adalah antibakteri dan anti jamur yang efektif, yang biasa digunakan sebagai bahan pengawet dalam kosmetik (5). Metil paraben dan propil paraben disimpan dalam wadah tertutup rapat dan ditempat sejuk serta kering. O O CH 3 O O CH 3 H O (a) Gambar 2.1. (a) struktur propil paraben (C 10 H 12 O 3 ) dan (b) struktur Keamanan Paraben metil paraben (C 8 H 8 O 3 ) (16) Paraben pertama kali disetujui untuk digunakan dalam produk kosmetik pada tahun 1984 ketika Cosmetic Ingredient Review (CIR) menyatakan aman digunakan. CIR melihat lagi keamanan dari paraben dalam kosmetik pada tahun 2003 dan 2005 dan CIR menyatakan bahwa paraben aman digunakan dalam kosmetik. Pada bulan Juli 2010 CIR memperbarui penilaian keamanan paraben dan ditentukan sebagai berikut aman (4,18). Kadar aman paraben ditunjukkan pada tabel 2.1. (b) Tabel 2.1. Kadar aman paraben (4,18) OH Paraben Kadar (% b/b) Butil paraben Hingga 0,4% jika digunakan sendiri Etil paraben Hingga 0,4% jika digunakan sendiri Metil paraben Hingga 0,4% jika digunakan sendiri Propil paraben Hingga 0,4% jika digunakan sendiri Paraben campuran Hingga 0,8% Menurut BPOM batas penggunaan paraben dalam kosmetika adalah 0,4% b/b penggunaan tunggal dan 0,8% b/b penggunaan paraben campuran (4). Menurut US Food and Drug Association, jumlah rata-rata paraben dalam

4 8 kosmetik adalah 0,01% hingga 0,3% (3). Dikarenakan paraben dapat bertindak seperti estrogen (estrogenicity) dan dapat mengikat reseptor estrogen sehingga dapat menyebabkan sel-sel kanker payudara untuk tumbuh dan berkembang biak. Selain itu paraben dapat diserap melalui kulit. Setelah aplikasi topikal dari produk kosmetik, paraben diserap melalui kulit lalu segera dihidrolisis, terkonjugasi, dan diekskresikan dalam urin (3,15,19,20). Sebuah studi 2007 meneliti efek paraben terhadap sel-sel MCF7 pada kanker payudara. Metil paraben, butil paraben, dan 17 beta- estradiol yang diterapkan untuk sel MCF7 dalam konsentrasi rendah selama 7 hari. Paraben dapat meningkatkan sel-sel MCF7 pada sel-sel kanker payudara (3,21). Studi lain juga menyebutkan bahwa paraben memiliki efek estrogenik dengan cara menghambat estrogen sulfotransferase (SULTs) (22) Spektrofotometri UV/Vis Radiasi Elektromagnetik Radiasi elektromagnetik, yang mana yang sinar ultraviolet dan sinar tampak merupakan salah satunya, dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang (7). Jenis-jenis sinar radiasi elektromagnetik dan panjang gelombang ditunjukkan pada tabel 2.2. Frekuensi merupakan banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tertentu dalam satuan waktu. Dimensi frekuensi adalah adalah seper waktu (T -1 ) dan satuan yang digunakan biasanya detik -1. Satuan frekuensi juga dapat dinyatakan sebagai putaran perdetik atau Hertz (Hz). Frekuensi biasanya disimbolkan dengan hururf latin nu (ʋ). Bilangan gelombang merupakan seper panjang gelombang (1/λ) sehingga satuannya adalah 1/panjang. Jika panjang gelombang dinyatakan dengan cm, maka bilangan gelombang dinyatakan dengan cm -1(7). Ada hubungan antara energy yang dimiliki radiasi elektromagnetik, frekuensi, dan panjang gelombang yang bersangkutan (7) : E = h ʋ (2.1)

5 9 ʋ = c/λ (2.2) Dengan menggabungkan persamaan (2.1) dan (2.2) maka akan diperoleh persamaan berikut (7) : E = hc/ λ (2.3) Keterangan : E = energi radiasi cahaya h = tetapan planck yang harganya 6,626 x joule c = kecepatan cahaya yang harganya 2,998 x cms -1 λ = panjang gelombang Tabel 2.2. Jenis-jenis sinar radiasi elektromagnetik dan panjang gelombang (7) Penandaan Panjang Gelombang Sinar X 0,01-10 nm Ultra ungu jauh nm Ultra ungu dekat nm Sinar tampak nm Infra merah dekat 0,75-2,5 µm Infra merah pertengahan 2,5-50 µm Infra merah jauh µm Gelombang mikro 0,1-100 cm Gelombang radio m Prinsip Radiasi pada rentang panjang gelombang nm dilewatkan melalui suatu larutan senyawa. Elektron-elektron pada ikatan di dalam molekul menjadi tereksitasi sehingga menempati keadaan kuantum yang lebih tinggi dan dalam proses menyerap sejumlah energi yang melewati larutan tersebut (23) Instrumentasi Spektrofotometer yang sesuai untuk pengukuran didaerah spektrum ultraviolet dan sinar tampak terdiri atas suatu optic dengan kemampuan

6 10 menghasilkan sinar monokromatis dalam jangkauan panjang gelombang nm (23). Sistem instrumentasi spektrofotometri UV/Vis ditunjukkan pada gambar 2.2. Gambar 2.2. Instrumentasi spektrofotometri UV/Vis (23) Komponen-komponen dari spektrofotometri UV/Vis, yaitu : 1. Sumber cahaya Lampu deuterium untuk daerah UV dari nm dan lampu halogen kuartz untuk daerah visible dari nm (23). 2. Monokromator Digunakan untuk menghamburkan cahaya ke dalam panjang gelombang unsur-unsurnya, yang diseleksi lebih lanjut dengan celah (23). 3. Optik Dirancang untuk memisahkan berkas cahaya sehingga berkas tersebut melewati dua kompartemen sampel (23).

7 Hukum Lambert-Beer Gambar 2.3. Serapan cahaya hukum Lambert-Beer (23) Gambar 2.3 memperlihatkan serapan radiasi oleh suatu larutan yang mengandung senyawa penyerap UV. Pengukuran serapan cahaya oleh suatu larutan molekul diatur dengan Hukum Lambert-Beer, yang ditulis sebagai berikut (23) : log I o /I t = A = ԑbc (2.4) dengan I o adalah intensitas radiasi yang masuk, I t adalah intensitas radiasi yang ditransmisikan, A dikenal sebagai absorbans dan merupakan ukuran jumlah cahya yang diserap oleh sampel, ԑ adalah tetapan yang dikenal sebagai koefisien punahan molar dan merupakan absorbans larutan 1 M analit tersebut, b adalah panjang jalur sel dalam cm, biasanya 1 cm, dan c adalah konsentrasi analit dalam mol per liter (23). Dalam produk farmasi, konsentrasi dan jumlah biasanya dinyatakan dalam gram atau milligram dan bukan dalam mol sehingga untuk keperluan analisis produk ini, hukum Lambert-Beer ditulis dalam bentuk berikut ini (23) : A =A (1%, 1cm) bc (2.5) A adalah absorbans yang diukur, A (1%, 1cm) adalah absorbans larutan 1% b/v (1 g/100 ml) dalam suatu sel berukuran 1 cm, b adalah panjang jalur sel dalam cm, biasanya 1 cm, dan c adalah konsentrasi sampel dalam g/100 ml. arena pengukuran biasanya dibuat dalam sel berukuran 1 cm, persamaan tersebut dapat ditulis (23) : Menghasilkan konsentrasi analit dalam g/100 ml (2.6)

8 Spektrofotometri Derivatif Spektrum derivatif digunakan untuk menjelaskan pita-pita serapan dalam spektrum UV yang lebih kompleks. Efek utama derivatisasi adalah menghilangkan dasar pita-pita serapan luas yang hanya terdapat perubahan bertahap pada kemiringan (23). Metode spektrofotometri derivatif atau metode kurva turunan adalah salah satu metode spektrofotometri yang dapat digunakan untuk analisis campuran beberapa zat secara langsung tanpa harus melakukan pemisahan terlebih dahulu walaupun dengan panjang gelombang yang berdekatan (8,24). Beberapa keuntungan dari spektrum derivatif antara lain: spektrum derivatif memberikan gambaran struktur yang terinci dari spektrum serapan dan gambaran ini makin jelas dari spektra derivatif pertama ke derivatif keempat. Selain itu, dapat dilakukan analisis kuantitatif suatu komponen dalam campuran dengan bahan yang panjang gelombangnya saling berdekatan (8,25). Pada spektrofotometri konvensional (derivat kenol), spektrum serapan merupakan plot serapan (A) terhadap panjang gelombang (λ). Spektrum elektronik biasanya memperlihatkan pita yang lebar. Pada metode derivatif, plot A terhadap λ ini ditransformasikan menjadi plot da/dλ untuk derivatif pertama dan d 2 A/dλ 2 terhadap λ untuk derivatif kedua, dan seterusnya. Metode spektrofotometri derivatif merupakan metode manipulatif terhadap spektra pada spektrofotometri ultraviolet dan cahaya tampak (uv-vis) (8). Derivat pita serapan spektrofotometri derivatif ditunjukkan pada gambar 2.5.

9 13 Gambar 2.5. Derivat pita serapan spektrofotometri derivatif (23) Spektrum derivatif pertama diperoleh dengan memplot, misalnya kemiringan spektrum sebesar 2 nm. Pada derivatif kedua kemiringan segman 2 nm yang berdekatan dibandingkan dan ini memberikan titik-titik bagian kurva maksimum pada spektrum tersebut. Laju bagian spektrum yang memiliki nilai negatif terbesarnya pada laju bagian kurva maksimum dan tertingginya teramati untuk pita-pita serapan (23). Persamaan dari spektrofotometri derivatif, yaitu : A 1 = A x1 + A y1 = ԑ x1 bc x + ԑ y1 bc y A 2 = A x2 + A y2 = ԑ x2 bc x + ԑ y2 bc y (2.7) Dimana A 1 dan A 2 adalah absorbansi pada panjang gelombang 1 dan 2 (untuk campuran), A X1 dan A y1 adalah absorbansi dari x dan y pada panjang gelombang 1, serta A x2 dan A y2 adalah absorbansi dari x dan y pada panjang gelombang 2. Sedangkan ԑ x1 dan ԑ y1 adalah molar absorptivitas dari x dan y pada panjang gelombang 1, serta ԑ x2 dan ԑ y2 adalah molar absorptivitas dari x dan y pada panjang gelombang Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (26) Seleksi Parameter Analitik Parameter analitik yang diperlukan untuk validasi dapat bervariasi bergantung pada tipe prosedur analitik. Metode yang digunakan untuk pemeriksaan produk farmasetika dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini (26) :

10 14 Kategori I : metode analitikal untuk kuantitasi komponen maupun substansi bahan baku obat atau bahan aktif (termasuk pengawet) pada hasil akhir farmasetika termasuk dalam kategori I (26). Kategori II : Metode analitik untuk menentukan campuran dalam substansi bahan baku atau komponen sisa pada produk akhir farmasetika dimasukkan dalam kategori II. Metode ini termasuk perhitungan kembali secara kuantitatif dan batas tes (26). Kategori III : Metode analitik ini untuk menentukan performa karakteristik (contoh: disolusi, pelepasan obat) termasuk dalam kategori III (26). Untuk masing-masing kategori diperlukan informasi analitik yang berbeda. Tabel 2.3 berikut memberikan langkah-langkah mengenai parameter analitik yang biasanya diperlukan untuk masing-masing kategori (26). Tabel 2.3. Parameter validasi metode (26) Parameter Performa Kualitatif Perhitungan kembali Perhitungan kembali Kategori II Perhitungan kembali Analitik Kategori I Kuantitatif Batas tes Kategori III Akurasi Tidak Ya Ya * * Presisi Tidak Ya Ya Tidak Ya Spesifitas Ya Ya Ya Ya * Batas deteksi Ya Tidak Tidak Ya * Batas kuantitasi Tidak Tidak Ya Tidak * Linearitas Tidak Ya Ya Tidak * Rentang Tidak Ya Ya * * Ketangguhan Ya Ya Ya Ya Ya * mungkin dibutuhkan, bergantung pada sifat tes yang spesifik Parameter Analisis Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis diuraikan dan didefinisikan sebagaimana cara penentuannya (26) Linearitas Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon yang secara langsung atau dengan bantuan transformasi matematik yang baik, proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Rentang metode adalah pernyataan batas terendah dan tertinggi analit yang sudah

11 15 ditunjukkan dapat ditetapkan dengan kecermatan, keseksamaan, dan linearitas yang dapat diterima (26). Linearitas biasanya dinyatakan dalam istilah variansi sekitar arah garis regresi yang dihitung berdasarkan persamaan matematik data yang diperoleh dari hasil uji analit dalam sampel dengan berbagai konsentrasi analit (26) Selektivitas Selektivitas atau spesifisitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentu saja secara cermat dan seksama dengan adanya komponen lain yang mungkin ada dalam matriks sampel. Selektivitas seringkali dapat dinyatakan sebagai derajat penyimpangan (degree of bias) metode yang dilakukan terhadap sampel yang mengandung bahan yang ditambahkan berupa cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, senyawa asing lainnya, dan dibandingkan terhadap hasil analisis sampel yang tidak mengandung bahan lain yang ditambahkan (26). Selektivitas metode ditentukan dengan membandingkan hasil analisis sampel yang mengandung cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, senyawa asing lainnya atau pembawa plasebo dengan hasil analisis sampel tanpa penambahan bahan-bahan (26) Presisi Keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara beulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran yang homogen (26). Keseksamaan diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif (koefisien variasi). Keseksamaan dapat dinyatakan sebagai keterulangan (repeatability) atau ketertiruan (reproducibility). Keterulangan adalah keseksamaan metode jika dilakukan berulang kali oleh analis yang sama pada kondisi sama dan dalam interval waktu yang pendek. Keterulangan dinilai melalui pelaksanaan penetapan terpisah lengkap terhadap sampelsampel identik yang terpisah dari batch yang sama, jadi memberikan ukuran

12 16 keseksamaan pada kondisi yang normal. Ketertiruan adalah keseksamaan metode jika dikerjakan pada kondisi yang berbeda (26) Akurasi Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Kecermatan hasil analis sangat tergantung kepada sebaran galat sistematik di dalam keseluruhan tahapan analisis. Oleh karena itu untuk mencapai kecermatan yang tinggi hanya dapat dilakukan dengan cara mengurangi galat sistematik tersebut seperti menggunakan peralatan yang telah dikalibrasi, menggunakan pereaksi dan pelarut yang baik, pengontrolan suhu, dan pelaksanaannya yang cermat, taat asas sesuai prosedur (26) Limit of Detection dan Limit of Quantitation Batas deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blangko. Batas deteksi merupakan parameter uji batas. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renik dan diartikan sebagai kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama (26). Batas deteksi dan kuantitasi dapat dihitung secara statistic melalui garis regresi linier dari kurva kalibrasi. Nilai pengukuran akan sama dengan nilai b pada persamaan garis linier y = a + bx, sedangkan simpangan baku blanko sama dengan simpangan baku residual (S y/x ) (26). a. Batas deteksi LOD = 3,3 (2.8) b. Batas kuantifikasi LOQ = 10 (2.8) 2.2. Landasan Teori

13 17 Metil paraben dan propil paraben adalah bahan pengawet yang sering ditambahkan dalam kosmetika. Fungsi dari 2 jenis paraben tersebut sebagai antimikrobial untuk melindungi kosmetik dari aktivitas bakteri (1). Paparan berlebihan dari metil paraben dan propil paraben dapat mengakibatkan iritasi (3,4). Kadar batas aman penggunaan paraben dapat dilihat pada Peraturan Kepala Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia Nomor HK Tahun Metode penetapan kadar metil paraben dan propil paraben dilakukan menggunakan spektrofotometri UV/Vis karena metode ini dinilai lebih sederhana dan waktu analisis lebih cepat. Metode ini dikembangkan dengan cara spektrofotometri derivatif. Metode tersebut dapat digunakan untuk sediaan mixture seperti hand body lotion karena spektrofotometri derivatif dapat digunakan untuk analisis kuantitatif suatu komponen dalam campuran dengan bahan yang panjang gelombangnya hampir berdekatan (7). Metil paraben dan propil paraben memiliki panjang gelombang yang hampir berdekatan karena gugus kromofor dan auksokrom dari dua senyawa tersebut hampir sama. Oleh karena itu, analisis metil paraben dan propil paraben dilakukan dengan metode derivatif untuk memperoleh panjang gelombang yang lebih jelas. Menurut penelitian dari Mangesh, P.P., et al, (2013) telah dilakukan analisis metil paraben dan propil paraben dengan spektrofotometri derivatif. Metode yang dilakukan yaitu metode persamaan secara simultan kemudian dikembangkan dengan metode derivatif secara simultan. Untuk metode pertama didapatkan panjang gelombang 308 nm untuk metil paraben dan 309 nm untuk propil paraben sedangkan untuk metode kedua didapatkan panjang gelombang 312,5 nm untuk metil paraben dan 318 nm untuk propil paraben dengan pelarut metanol dan air perbandingan 50:50. Kedua metode ini menunjukkan nilai validitas yang baik, range konsentrasi yang digunakan untuk metil paraben 2-10 µg/ml dan untuk propil paraben 0,2-1,0 µg/ml. Nilai linieritas yang didapatkan r>0,99 untuk kedua metode, LOD 0,014, 0,010 µg/ml untuk metil paraben dan 0,010, 0,009 µg/ml untuk propil paraben, LOQ 0,025, 0,021 µg/ml untuk metil paraben dan 0,013, 0,011 µg/ml untuk propil paraben. Presisi yang dilakukan adalah intra day dan inter day, nilai SD yang didapatkan 0,0108, 0,116 dan 0,0211, 0,130 untuk metode 1 dan 2 metil paraben sedangkan propil paraben 0,0115,

14 18 0,114 dan 0,102, 0,117 untuk metode 1 dan 2. Nilai persen recovery yang didapatkan 100,29% dan 100,66% untuk metil paraben sedangkan propil paraben 99,98% dan 99,56 (9). Penelitian ini menggunakan metode first order derivative dengan pelarut 0,1 M HCl karena sediaan hand body lotion terdapat komposisi surfaktan sehingga diperlukan pelarut yang dapat memecah surfaktan. Oleh karena itu, dengan terpecahnya surfaktan dapat menarik metil paraben dan propil paraben dari sediaan hand body lotion. Terdapat jurnal penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa larutan HCl dapat menarik metil paraben dan propil paraben dalam sediaan krim (10). Validasi metode yang digunakan termasuk kategori 1 sehingga parameter yang dilakukan antara lain linearitas, LoD dan LoQ, presisi, dan akurasi. Hasil validasi metode dibandingkan dengan kriteria dari Association of Official Chemist (AOAC) Hipotesis 1. Campuran metil paraben dan propil paraben dapat dianalisis dengan spektrofotometri UV/Vis derivatif. 2. Metode analisis yang dikembangkan memiliki validitas yang baik sesuai dengan kriteria AOAC.