OPTIMASI KOMBINASI MINYAK ATSIRI BUNGA KENANGA DENGAN HERBA KEMANGI DALAM GEL SEBAGAI REPELAN NYAMUK Aedes aegypti DENGAN METODE SIMPLEX LATTICE DESIGN Indri Hapsari 1, Anwar Rosyadi 1, Retno Wahyuningrum 1 Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto email: indrihapsari_ump10@yahoo.co.id ABSTRAK Bunga kenanga dan herba kemangi memiliki kandungan minyak atsiri yang telah diketahui memiliki efek sebagai repelan terhadap nyamuk Aedes aegypti. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh sediaan gel yang memiliki daya repelan dan sifat fisik yang optimum dengan metode SLD (Simplex Lattice Design) serta membandingkan daya repelan minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi dalam sediaan gel sebelum dan sesudah dikombinasikan. Penelitian dilakukan dengan metode SLD dengan 2 komponen yaitu minyak atsiri bunga kenanga (A) dan minyak atsiri herba kemangi (B), sehingga diperoleh 3 rancangan formula yaitu FI (100% A), F2 (100% B), F3 (50% A dan 50% B). Parameter yang diuji yaitu daya repelan dan sifat fisik gel meliputi, daya sebar, daya lekat, ph dan viskositas. Berdasarkan parameter-parameter, formula gel dengan kombinasi minyak atsiri bunga kenanga 0% dan minyak atsiri herba kemangi 100% merupakan formula gel yang paling optimum. Daya repelan yang dihasilkan dari formula gel kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dengan minyak atsiri herba kemangi lebih rendah dibandingkan dengan formula gel minyak atsiri bunga kenanga dan herba kemangi sebelum dikombinasi. Kata kunci: Bunga kenanga, herba kemangi, gel, repelan, Simplex lattice design PENDAHULUAN Beberapa tanaman yang sudah diuji aktifitas repelannya terhadap nyamuk Aedes aegypti yaitu bunga kenanga dan herba kemangi. Namun waktu perlindungan dari minyak atsiri bunga kenanga (Kurniawati, 2010) dan minyak atsiri herba kemangi (Milars, 2010) lebih rendah dari zat aktif DEET. Berbagai upaya sudah dilakukan dalam meningkatkan efektifitas dari tanaman tersebut. Dalam penelitian ini, minyak atsiri bunga kenanga akan dikombinasikan dengan minyak atsiri herba kemangi dalam formula gel berbasis carbopol serta mengoptimalisasi dosis zat aktif dari kedua minyak atsiri tersebut dengan metode simplex lattice design. Sehingga dari formula gel yang telah optimum tersebut dapat diketahui pengaruh kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi terhadap daya repelan dan sifat fisik gel serta diharapkan diperoleh produk kosmetika yang lebih praktis untuk digunakan dan dapat diterima oleh masyarakat. METODE PENELITIAN Jalannya penelitian 1. Pengolahan Tanaman Tanaman sebelum digunakan terlebih dahulu dideterminasi. Minyak atsiri disuling dengan cara destilasi uap-air. Penyulingan dilakukan selama 3-6 jam hingga diperoleh destilat. Minyak kemudian diambil dan dimasukkan dalam vial yang ditutup dalam alumunium foil dan dibungkus dengan 31
plastik warna hitam agar minyak atsiri tidak terurai oleh cahaya. 2. Formulasi Gel Repelan Minyak Atsiri Bunga Kenanga dan Minyak Atsiri Herba Kemangi Dalam penelitian ini, dipergunakan 3 formula gel repelan dengan kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi yang selanjutnya dioptimasi menggunakan metode Simplex Lattice Design. Ketiga formula gel dengan basis carbopol disajikan pada Tabel 1 berikut ini. Pembuatan gel repelan dimulai dengan mengembangkan carbopol dengan air panas hingga homogen. Setelah dingin ditambahkan etanol, diaduk sampai homogen. Kemudian ditambahkan nipagin dan minyak atsiri yang sebelumnya dilarutkan terlebih dahulu dalam propilenglikol, kemudian aduk hingga homogen. Setelah semua homogen tambah dengan trietanolamin (TEA), kemudian aduk selama 5 menit. Formula dibuat 3 replikasi (Afidah, 2008). Tabel 1. Formulasi gel kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi dengan basis carbopol Bahan Formula gel minyak atsiri (gram) I II III Etanol 96% 9 9 9 Propilenglikol 5 5 5 Carbopol 1,5 1,5 1,5 Trietanolamin 0,5 0,5 0,5 Nipagin 0,05 0,05 0,05 Minyak atsiri bunga kenanga Minyak atsiri herba kemangi 10 0 5 0 10 5 Aquades ad 100 ad 100 ad 100 3. Uji Sifat Fisik Gel Kombinasi Minyak Atsiri Bunga Kenanga dan Herba Kemangi dalam Basis Carbopol a. Pengamatan Organoleptis Pengamatan organoleptis gel terdiri dari pengamatan perubahan bentuk, warna dan bau dan dilakukan pada hari ke-1, 7, 14, 21, dan hari ke-28 (Afidah, 2008). b. Pengukuran ph Pengukuran ph menggunakan alat ph stick dan dilakukan pada hari ke-1, 7, 14, 21 dan hari ke-28 (Kurniawati, 2010). c. Pengukuran Viskositas Gel 20 gram gel dimasukkan kedalam cup, kemudian dipasang spindel dan rotor dijalankan. Setelah viskometer menunjukan angka yang stabil maka hasil dicatat. Pengukuran viskositas dilakukan pada hari ke-1 dan ke-28 (Afidah, 2008). d. Uji Homogenitas Gel Gel diambil secukupnya kemudian dioleskan pada plat kaca, diratakana dan digosokkan. Massa gel harus menunjukan susunan homogen tidak terasa adanya bahan padat pada kaca (Kurniawati, 2010). e. Uji Daya Sebar 0,5 g gel dioleskan ditengah kaca berdiameter 15 cm. Kaca yang kedua diletakkan diatasnya selama 1 menit. Diameter gel yang menyebar diukur, kemudian ditambahkan 50 g beban tambahan dan didiamkan lagi selama 1 menit. Diameter gel yang menyebar diukur dan diulang terus hingga dihasilkan diameter yang konstan (Kurniawati, 2010). f. Uji Daya Lekat 1 g gel dioleskan pada sebuah plat kaca. Plat kaca yang kedua ditempelkan sampai kedua plat kaca menyatu. Kemudian ditekan dengan beban seberat 1 kg selama 5 menit, lalu beban dilepas. Plat kaca diberi beban pelepasan 80 g. Dicatat waktu hingga kedua plat saling lepas (Kurniawati, 2010). 4. Identifikasi Senyawa dalam Minyak Atsiri Hasil Penyulingan dan Gel Kondisi KLT yang digunakan adalah sebagai berikut: Fase diam : silika gel F254 Fase gerak : toluen : etil asetat (93:7 v/v) 32
Pembanding : eugenol Deteksi : anisaldehid asam sulfat 0,2 ml eugenol diaddkan dengan pelarut etanol hingga 6 ml. Kemudian 0,1 ml minyak atsiri dan gel masing-masing diaddkan hingga 10 ml dengan pelarut etanol. Eugenol dan sampel uji yang sudah dipreparasi kemudian ditotolkan pada silika gel F254. Jarak masing-masing totolan yaitu 1,5 cm. Proses elusi dilakukan dalam bejana tertutup dan hingga fase gerak mencapai batas atas lempeng silika gel F254. Proses deteksi dilakukan dibawah sinar UV 254 nm, kemudian lempeng KLT disemprot dengan pereaksi anisaldehid asam sulfat. Kemudian lempeng KLT dipanaskan dalam oven pada suhu 100 0 C selama 5 menit, bercak diamati dibawah sinar UV 366 nm dan pada sinar tampak. kemudian dihitung nilai Rf dan HRf. 5. Uji Daya Repelan Gel Kombinasi Minyak Atsiri Bunga Kenanga dan Minyak Atsiri Herba Kemangi dalam Basis Carbopol Metode yang digunakan dalam pengujian daya repelan merupakan metode yang digunakan oleh Kurniawati (2010). Mekanisme uji repelannya sebagai berikut : punggung tangan naracoba dimasukkan dalam sangkar penguji selama lima menit, jika tidak digigit maka punggung tangan naracoba dikeluarkan dan berada diluar sangkar selama lima menit, kemudian diulang hingga gigitan pertama terjadi. Untuk pengujian selanjutnya punggung tangan diistirahatkan terlebih dahulu selama 15-30 menit untuk menghilangkan bau yang masih menempel pada pengujian sebelumnya. Percobaan dibagi 4 kelompok dengan perlakuan sebagai berikut : Kelompok I : tangan tanpa intervensi Kelompok II : diolesi gel basis carbopol tanpa minyak atsiri Kelompok III : diolesi gel ketiga formula Kelompok IV : diolesi lotion merk X 6. Analisis Hasil a. ANOVA Data hasil uji daya sebar, daya lekat, dan daya repelan nyamuk dianalisis dengan anova satu arah sedangkan hasil uji viskositas dan pengukuran ph dianalisis dengan uji anova dua arah dengan taraf kepercayaan 95%, jika p<0,05 maka dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) pada taraf kepercayaan 95%. b. Optimasi Simplex Lattice Design (SLD) Data hasil daya repelan dan uji sifat fisik (ph, viskositas, daya sebar, dan daya lekat) dianalisis dengan metode Simplex Lattice Design (SLD) Y = X1 (A) + X2 (B) + X12 (A). (B) untuk menentukan koefisien regresi (X1, X2, X12). Dari masing-masing parameter akan diperoleh suatu persamaan yang kemudian dibuat grafik dan dari grafik tersebut dibuat superimposed counter plot sehingga akan didapat rancangan formula yang optimum. Hasil HASIL DAN DISKUSI Hasil Uji Pengukuran ph Pengukuran viskositas (cps) Daya Sebar (Cm 2 ) Daya Lekat (detik) Daya Repelan (detik) Tabel 2. Hasil Uji Sifat Fisik dan Daya Repelan Gel Rata-rata ± SD Tangan Kontrol Formula 1 Formula 2 Formula 3 tanpa gel negatif 33 Kontrol positif - - 5 5 5 - - - 500 500 500 - - - 25,42±4.02 25,82±4,14 20,52±1,22 - - - 0,71±0,22 1,23±0,29 0,92±0,06-13,15 ±4,02* 12,92 ±2,59* 1669,64 ±380,68* 1979,82 ±46,27* 1588,23 ±279,93* 6635,61 ±724,96*
Berdasarkan buku Flora of Java dan An Integrated System of Classification of Flowering Plants tanaman yang akan digunakan dalam penelitian benar yaitu kenanga atau Cananga odorata (Lam) Hook.f. & Thomson dan kemangi atau Ocimum basilicum L. Dari 1kg bunga kenanga rata-rata menghasilkan rendemen sebesar 0,5% sedangkan 1kg herba kemangi rata-rata menghasilkan rendemen sebesar 0,16%. Hasil Uji Sifat Fisik Gel Kombinasi Minyak Atsiri Bunga Kenanga dan Minyak Atsiri Herba Kemangi a. Pengamatan Organoleptis Hasil pengamatan selama 28 hari (Tabel 2), semua formula gel stabil dan menunjukan bahwa tidak ada perubahan pada bau, bentuk dan warna selama penyimpanan. Penambahan pengawet nipagin sebanyak 0,05% menyebabkan gel tersebut stabil selama penyimpanan. b. Pengukuran ph Pengukuran ph berkaitan dengan stabilitas zat aktif, efektifitas pengawet dan keadaan kulit serta untuk mengetahui aman tidaknya gel yang digunakan sebagai sediaan topikal (Trisnandari, 2012). Selama penyimpanan ketiga formula gel stabil secara kimia, sebab tidak ada reaksi kimia antara komponen maupun dengan wadah yang menyebabkan perubahan ph (Tabel 2). Hasil pengukuran ph adalah 5, ph tersebut masih aman untuk digunakan sebagai sediaan topikal karena menurut Gozali et al (2009) ph yang aman untuk sediaan topikal yaitu berkisar 4,5-6,5. c. Pengukuran Viskositas Gel Pengukuran viskositas gel dilakukan untuk mengamati sediaan yang telah dibuat mudah dituang atau tidak karena menentukan kenyamanan bagi pemakainya. hasil pengujian viskositas gel pada hari ke-1 dan ke-28 tidak terjadi perubahan selama penyimpanan (Tabel 2). Viskositas gel yang stabil kemungkinan dikarenakan selama penyimpanan tidak terpengaruh oleh suhu dan ph, sebab menurut Gozali et al (2009) bahwa ketidakstabilan viskositas dapat terjadi karena adanya peningkatan suhu ruang selama penyimpanan yang menyebabkan penurunan viskositas dari fase kontinu (air) dan juga meningkatkan gerak globul fase terdispersi (minyak). Selain itu ph juga dapat mempengaruhi perubahan viskositas gel, jika selama penyimpanan ph menurun secara drastis maka dapat menyebabkan penurunan viskositas yang cukup drastis pula. d. Homogenitas Gel Gel saat dioleskan dan diraba pada kulit memiliki tekstur yang rata, serta lembut dan stabil selama penyimpanan (Tabel 2). Hal ini menunjukan bahwa proses pencampuran masing-masing komponen telah tercampur rata. Apabila komponen gel tidak homogen (tidak tercampur rata) maka dikhawatirkan minyak atsiri yang berfungsi sebagai zat aktif repelan tidak terdistribusi diseluruh gel dan efek yang dikehendaki tidak tercapai. e. Daya Sebar Gel Semakin luas daya sebar gel maka diharapkan gel semakin cepat melepaskan efek terapi yang diinginkan di kulit sehingga efek repelan nyamuk Aedes aegypti terpenuhi. Gel formula 2 yang mengandung minyak atsiri herba kemangi memiliki daya sebar yang paling luas dibandingkan formula 1 yang mengandung minyak atsiri bunga kenanga, sedangkan formula 3 yang berisi campuran dari minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi memiliki daya sebar yang paling rendah (Tabel 2). Diameter gel yang diperoleh merupakan konsistensi gel yang nyaman pada penggunaan dan sesuai dengan rekomendasi Garg et al (2002) yaitu 5-7 cm. Berdasarkan uji ANOVA didapatkan nilai p=0,187 maka tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara ketiga formula (p>0,05). f. Daya Lekat Gel Semakin kuatnya daya lekat gel maka dapat menghambat pernafasan kulit 34
tetapi jika daya lekat gel terlalu lemah, maka efek terapi gel yang diharapkan tidak tercapai. Gel formula 2 yang berisi minyak atsiri herba kemangi memiliki waktu daya lekat terlama dibandingkan dengan formula 3 yang berisi campuran minyak atsiri bunga kenanga dan herba kemangi. Sedangkan gel yang memiliki waktu daya lekat tercepat yaitu formula 1 yang berisi minyak atsiri bunga kenanga (Tabel 2). Hasil uji ANOVA menunjukan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara ketiga formula (p>0,05) dimana diperoleh nilai p=0,067. g. Identifikasi Senyawa dalam Minyak Atsiri Hasil Penyulingan dan dalam Gel Minyak Atsiri Menurut Kurniawati (2010) senyawa target yang memiliki sifat sebagai repelan antara lain linalool, geraniol, dan eugenol. Bercak dengan nilai hrf 72,5 pada sampel merupakan bercak dari eugenol. Setelah disemprot dengan pereaksi anisaldehidasam sulfat bercak terdeteksi dengan warna hijau kecoklatan sesuai dengan warna bercak dari pembanding eugenol. Bercak dengan nilai hrf 47,5 diduga adalah senyawa Linalool sedangkan bercak dengan nilai hrf 37,5 diduga adalah senyawa Geraniol. Hal ini dikarenakan bercak dengan nilai hrf 25-40 dan berwarna coklat violet setelah disemprot anisaldehid asam sulfat merupakan bercak dari senyawa golongan alkohol seperti linalool dan geraniol. Bercak eugenol pada minyak atsiri bunga kenanga dan gel formula 2 tidak terdeteksi adanya senyawa eugenol. hrf 47,5 hrf 37,5 a b c d e f hrf 93,75 hrf 72,5 Gambar 1: bercak dilihat pada sinar tampak setelah disemprot anisaldehid asam sulfat Keterangan: a. Pembanding eugenol b. Minyak atsiri bunga kenanga c. Minyak atsiri herba kemangi d. Gel minyak atsiri formula 1 e. Gel minyak atsiri formula 2 f. Gel minyak atsiri formula 3 Hasil Uji Daya Repelan Gel Kombinasi Minyak Atsiri Bunga Kenanga dan Herba Kemangi Dari ketiga formula gel minyak atsiri yang memiliki daya tolak terhadap nyamuk Aedes aegypti terlama yaitu formula 2 yang berisi minyak atsiri herba kemangi. Sedangkan formula 3 yang berisi campuran minyak atsiri bunga kenanga dan herba kemangi merupakan formula yang memiliki daya tolak terhadap nyamuk paling rendah (Tabel 2). Hasil pengujian menunjukan bahwa didapatkan nilai p=0,000. Karena nilai p<0,05 maka berarti terdapat perbedaan bermakna nilai daya repelan dari semua kelompok uji (Tangan tanpa interfensi, kontrol negatif, formula gel minyak atsiri, dan kontrol positif). Penentuan Formula Optimum dengan Metode Simplex Lattice Design (SLD) Penentuan formula optimum berdasarkan Simplex Lattice Design menggunakan data daya repelan dan uji sifat fisik gel dengan persamaan: Y = X1 (A) + X2 (B) + X12 (A)(B) Keterangan: Y: respon (hasil percobaan) X1,X2,X12: koefisien yang didapat dari ketiga percobaan (A)(B): besarnya bagian A (minyak atsiri bunga kenanga) dan komponen B (minyak atsiri herba kemangi), dengan jumlah A+B selalu satu (Bolton, 1997). Koefisien X1 diperoleh dari percobaan yang menggunakan 100% minyak atsiri bungan kenanga, koefisien X2 diperoleh dari percobaan yang menggunakan 100% minyak atsiri herba kemangi, sedangkan untuk menentukan koefisien X12 diperoleh dari 35
percobaan yang menggunakan campuran 50% minyak atsiri bunga kenanga dan 50% minyak atsiri herba kemangi. Respon tiap-tiap uji diberi bobot dengan jumlah bobot total sama dengan satu. Uji daya repelan dengan bobot 0,4 yang berhubungan dengan waktu penolakan nyamuk; uji daya sebar dengan bobot 0,15 yang berhubungan dengan kemampuan gel untuk menyebar; uji daya lekat dengan bobot 0,15 yang berhubungan dengan kemampuan gel melekat pada permukaan kulit sehingga berefek repelan; pengukuran ph dengan bobot 0,15 yang berhubungan dengan keamanan sediaan pada pemakaian; pengukuran viskositas dengan bobot 0,15 yang berhubungan dengan kemampuan gel saat penuangan. Bobot respon tiap-tiap uji yang diberikan berbeda-beda dan didasarkan pada pengaruh dari tiap-tiap parameter terhadap respon total yang diberikan, apabila pengaruhnya semakin besar maka pembobotannya semakin besar (Ardani et al, 2010). Karena satuan dari tiap-tiap respon berbeda, maka perlu standarisasi nilai normalitas dari penilaian respon. Nilai Xmin dan Xmax untuk daya repelan adalah 26-33 menit; daya sebar yaitu 20-26 Cm 2, daya lekat yaitu 0,7-1,3 detik; pengukuran ph yaitu 4-6 dan pengukuran viskositas yaitu 490-510 cps. Gambar 1. Profil respon total formula optimum gel dengan berbagai proporsi minyak atsiri bunga kenanga (A) dan herba kemangi (B) Perhitungan Rtotal digunakan untuk menentukan perbandingan minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi yang memberikan hasil uji yang memenuhi syarat. Nilai R diperoleh dari mengalikan N dengan bobot yang telah ditentukan. Penentuan formula optimum diperoleh dari respon total hasil uji yang paling besar. Besarnya Rtotal diperoleh dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Rtotal = 0,4 Ndaya repelan+0,15 Ndaya sebar+0,15 Ndaya lekat+0,15 NpH+0,15 Nviskositas Formula optimum dipilih berdasarkan harga respon total yang tertinggi. Berdasarkan gambar 1, formula gel yang mengandung 100% minyak atsiri herba kemangi memiliki total respon paling tinggi dibandingkan dengan formula yang lain. Sehingga formula gel dengan konsentrasi minyak atsiri herba kemangi merupakan formua yang optimum berdasarkan parameter-parameter daya repelan dan sifat fisik. 36
KESIMPULAN 1. Formula gel kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dan herba kemangi yang paling optimum berdasarkan parameter daya repelan dan sifat fisik gel yaitu formula gel dengan proporsi 0% minyak atsiri bunga kenanga dan 100% minyak atsiri herba kemangi. 2. Sediaan gel dengan formula kombinasi minyak atsiri bunga kenanga dengan minyak atsiri herba kemangi memiliki daya repelan terhadap nyamuk Aedes aegypti yang lebih rendah dibandingkan dengan formula gel minyak atsiri bunga kenanga dan minyak atsiri herba kemangi sebelum dikombinasikan. DAFTAR PUSTAKA Afidah. N., 2008, Formulasi Gel Kompleks Inklusi Meloksikam B-Siklodekstrin Dengan Basis Aqupec HV 505 [skripsi], Purwokerto: Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto Ardani. M., Pratiwi. S.U.T., Hertiani. T., 2010, Efek Campuran Minyak Atsiri Daun Cengkeh dan Batang Kayu Manis Sebagai Antiplak Gigi, Majalah Farmasi Indonesia, 21(3): 191-201 Bolton. SJ., 1997, Pharmaceutical Statistics: Practical and Clinical Applications. 3rdEd, Marcel Dekker Inc., New York. 610 619 Garg. A., Aggarwal. D., Garg. S. and Sigla. A.K., 2002, Spreading of Semisolid Formulotion: An Update. Pharmaceutical Tecnology: 84-102. http://www.pharmtech.com. [17 Juli 2013] Gozali. D., Abdassah. M., Subghan. A., Lathiefah. A., 2009, Formulasi Krim Pelembab Wajah yang Mengandung Tabir Surya Nanopartikel Zink Oksida Salut Silikon, Farmaka, 7(1): 37-47 Kurniawati. L., 2010, Daya Repelan Gel Minyak Atsiri Bunga Kenanga (Cananga odorata (LMK) Hook. f & Thoms) Dalam Basis Carbopol, Terhadap Nyamuk Aedes aegypti [skripsi], Purwokerto: Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto Milars. S., 2010, Daya Repelan Gel Minyak Atsiri Herba Kemangi (Ocimum basilicum L.) Dalam Basis Carbopol, Terhadap Nyamuk Aedes aegypti [skripsi], Purwokerto: Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto 37