BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Matahari memancarkan radiasi ultra violet yang tidak dapat dirasakan atau diketahui keberadaannya oleh tubuh dan radiasi yang berlebih dapat menyebabkan efek yang merugikan. Faktor yang diketahui mempengaruhi efek biologi dari pajanan luar yaitu dosis serap, distribusi pajanan pada tubuh, distribusi waktu pajanan dan usia. Radiasi ultra violet (UV) yang berasal dari matahari dibedakan menjadi sinar ultraviolet A atau UV-A (λ 320-400 nm), UV-B (λ 290-320 nm) dan UV-C (λ 200-290 nm) (Havas, 2008). Radiasi UV-C diserap oleh oksigen pada lapisan terluar atmosfer yang kemudian membentuk lapisan ozon yang berfungsi sebagai filter atau pelindung terhadap radiasi UV dengan panjang gelombang < 310 nm. Dewasa ini lapisan ozon semakin berkurang akibat dari pelepasan chlorofluorocarbon (CFC) yang berasal dari kegiatan manusia. Hal ini dapat menyebabkan beberapa dampak buruk akibat pajanan radiasi UV akan menjadi semakin besar. Sinar UV-B sering disebut sebagai sunburn spectrum karena dapat merusak membran sel, sehingga mengakibatkan kulit merah dan terbakar, merusak sel-sel kulit yang selanjutnya berakibat pada rusaknya mekanisme regenerasi sel-sel itu sendiri. Begitu juga dengan sinar UV-A menimbulkan efek terbakar pada kulit namun lebih lemah dibanding UV-B. Efek kumulatif jangka panjang UV-A sama dengan UV-B, karena intensitas yang sampai ke bumi kirakira 10 kali UV-B. Efek biologis yang disebabkan pajanan radiasi UV berupa hilangnya sifat elastisitas (elatosis), dilasi pembuluh darah, dan penebalan kulit (keratosis). Sedangkan efek jangka panjangnya berupa kanker kulit melanoma dan penuaan dini (Alatas, 2004). Radiasi UV tidak hanya bersumber dari sinar matahari yang sampai ke bumi saja, namun beraktivitas di dalam ruangan pun kita terancam terpapar pajanan sinar UV. Compact fluorescent light (CFL) atau yang disebut lampu hemat energi memancarkan sinar UV (Sharma, 2009). Lampu hemat energi berbeda dengan lampu neon, lampu hemat energi tidak memiliki prisma pendifusi 1
2 untuk menyaring radiasi UV, maka dapat menimbulkan masalah sensitivitas pada kulit terutama pada orang dengan penyakit kulit tertentu (Havas, 2008). Dewasa ini semakin marak penggunaan Tanning bed atau lampu berjemur yang menggunakan lampu-lampu UV buatan untuk mencoklatkan kulit. Tren ini berkembang di Amerika, setiap harinya lebih dari 1 juta warga Amerika melakukan indoor tanning di salon dan ditemukan peningkatan sebesar 75% resiko kanker kulit squamous cell carcinoma dan melanoma (Anonim, 2010). Pemakaian produk kosmetik dan perawatan tubuh yang memiliki kandungan sebagai tabir surya kini telah meningkat. Peningkatan kebutuhan produk ini menunjukkan semakin meningkatnya kesadaran masyarakat tentang perlindungan diri dari pajanan matahari, yaitu untuk mengurangi efek karsinogenik dan kerusakan kulit yang diakibatkan radiasi sinar UV. Produk tabir surya yang telah banyak digunakan seperti krim siang untuk wajah, hand body losion, bedak, lipstick, dan lain-lain. Seiring dengan peningkatan kebutuhan produk tersebut maka penelitian dalam pengembangan senyawa tabir surya baru pun semakin maju. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan produk yang memiliki efesiensi perlindungan yang lebih baik, kestabilan kimia yang lebih besar, mudah dijangkau dan dapat memenuhi permintaan pasar. Bahan dasar kosmetik yang beperan sebagai pelindung kulit manusia dikenal sebagai tabir surya (sunscreen). Bahan kimia ini memiliki karakteristik mampu menyerap radiasi UV dari sinar matahari. Cara kerja senyawa tabir surya dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai pengeblok fisik dan kimia. Tabir surya pengeblok fisik bekerja dengan memantulkan radiasi, contoh senyawa pengeblok fisik adalah TiO 2 dan ZnO. Kelemahan senyawa tabir surya yang diformulasikan dengan seng oksida berlebih dapat menembus kulit, bertindak sebagai fotosensitizer dan meningkatkan produksi radikal bebas ketika terpapar sinar UV. Berbeda dari pengeblok fisik, senyawa pengeblok kimia bekerja dengan cara menyerap energi radiasi. Pengeblok kimia yang telah banyak diproduksi sebagai tabir surya adalah oktokrilena (OCR), 2-Hidroksi-4-metoksibenzofenon (BENZO-3) dan oktil metoksi sinamat (OMC) (Ferreira et al., 2013).
3 Pemanfaatan senyawa hasil alam yang semakin meningkat dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya informasi berbagai manfaat bahan alam yang semakin gencar dan kecenderungan masyarakat untuk kembali ke penggunaan bahan alami (back to nature). Termasuk penggunaan bahan dasar kosmetik dan farmasi. Sintesis senyawa aktif dalam kosmetik dan obat kini telah banyak yang menggunakan bahan dasar hasil isolasi bahan alam. Produk kosmetik berbahan dasar alami ini lebih digemari oleh konsumen karena untuk menghindari efek samping berupa iritasi pada kulit, ketergantungan penggunaannya serta menghindari efek jangka panjang berupa kanker. Penggunaan produk bahan alami ini semata-mata untuk mengurangi penggunaan bahan kimia yang diproduksi dari minyak bumi mengingat persediaan minyak bumi kini semakin menipis. Senyawa turunan sinamat berpotensi memiliki aktivitas perlindungan radiasi UV karena memiliki ciri mampu menyerap radiasi secara kimia. Struktur sinamat mempunyai inti benzena yang tersubstitusi pada posisi orto maupun para yang terkonjugasi dengan gugus karbonil yang membentuk ester. Contoh senyawa turunan sinamat yang disintesis dari bahan alam yaitu 3,4-dimetoksi isoamil sinamat yang berbahan dasar minyak cengkeh dan minyak fusel (Wahyuningsih et al., 2002). Selain itu, senyawa turunan sinamat banyak disintesis dari etil p- metoksi sinamat (EPMS) hasil isolasi rimpang kencur (Kaempferia galanga Linn.) baik itu dalam berupa padatan (Soeratri, 2005) maupun minyak atsirinya (Regianto, 2009). Kencur (Kaempferia galanga Linn.) adalah salah satu jenis temu-temuan yang banyak dimanfaatkan oleh rumah tangga, industri obat, makanan maupun minuman. Rimpang kencur dipergunakan untuk meramu obat-obat tradisional yang sudah banyak diproduksi oleh pabrik-pabrik jamu. Rimpang kencur ini mempunyai khasiat obat antara lain ekspektoransia, diuretika, karminatif, stimulansia, penambah nafsu makan, tonikum, obat masuk angin, obat asma, infeksi bakteri dan anti jamur. Kandungan etil p-metoksi sinamat di dalam rimpang kencur menjadi bagian yang penting di dalam industri kosmetik karena bermanfaat sebagai bahan pemutih dan juga anti aging atau penuaan jaringan kulit (Rosita, 2006).
4 Indonesia menghasilkan 40 jenis dari 80 jenis minyak atsiri yang diperdagangkan di pasar dunia. Nilai ekspor komoditas atsiri pada tahun 2004 mencapai US$ 47,2 juta, namun Indonesia juga mengimpor hasil olahan minyak atsiri (derivat, isolat, dan formula) sebesar US$ 117,20 juta (Rizal, 2006). Nilai jual produk minyak atsiri dapat ditingkatkan dengan memproduksi senyawa turunannya, yang dapat diaplikasikan langsung menjadi bahan aktif untuk kebutuhan kosmetik, farmasi, parfum dan pangan. Salah satu jenis minyak atsiri yang menjadi komoditas utama di Indonesia adalah minyak cengkeh. Minyak ini merupakan hasil distilasi bunga, batang dan daun cengkeh (Syzygium aromaticum), terdiri dari dua komponen utama yaitu eugenol (80-90%) dan kariofilen (10-20%) (Sudarma et al., 2009). Komponen lain dalam minyak cengkeh yang banyak dimanfaatkan adalah isoeugenol yang kandungannya hanya 5-15%, namun dapat diperoleh lebih banyak melalui isomerisasi eugenol. Isoeugenol merupakan senyawa fenolik, struktur fenolik isoeugenol berupa cincin aromatik yang tersubstitusi satu gugus hiroksil dan rantai alkena, memiliki sistem konjugasi yang lebih panjang dibanding isomernya yaitu eugenol. Isoeugenol memiliki peran besar dalam bidang farmasi, contohnya sebagai antiseptik dan analgesik. Isoeugenol juga digunakan sebagai bahan utama pewangi pada parfum, produk perawatan tubuh dan deodorant. Foeniculum vulgare Mill. atau yang lebih dikenal dengan nama adas merupakan tumbuhan yang berasal dari daratan Eropa. Tanaman ini telah banyak dibudidayakan di Indonesia, yang banyak ditanam oleh penduduk dataran tinggi Yogyakarta. Minyak atsiri yang didistilasi uap biji adas mengadung komponen utama anetol 66,1-69,0% dan mengandung fenkon, pinen, limonene, dipenten, felandren, metilchavikol, p-anisaldehida, dan asam anisat sekitar 20% (Radulovic, 2010). Menurut Agusta (1998) minyak adas yang disimpan selama 3 bulan mengalami perubahan komponen kimia karena mengalami oksidasi dan reduksi menjadi p-anisaldehida, anis keton dan benzil metilketon. Para-Anisaldehida merupakan aldehida aromatis yang banyak digunakan sebagai bahan sintesis melalui reaksi kondensasi. Para-Anisaldehida banyak diproduksi melalui reaksi oksidasi anetol menggunakan KMnO 4 (Kusumaningsih et al., 2000).
5 Perkembangan penelitian tabir surya baru dari turunan etil p-metoksi sinamat yang telah ada hanya melakukan pemanjangan gugus alkil yang berperan untuk memperoleh senyawa dengan lipofilisitas tinggi. Contoh hasil penelitian senyawa tabir surya yang tidak larut dalam air antara lain sikloheksil p-metoksi sinamat, 2-etoksi etil p-metoksi sinamat, dietanolamin p-metoksi sinamat dan oktil p-metoksi sinamat (Suzana et al., 2011). Dengan cara pemanjangan rantai alkil tersebut efektivitas perlindungan dan kestabilan kimia cenderung tidak menjadi lebih baik. Salah satu upaya untuk meningkatkan aktivitas perlindungan dari radiasi UV adalah dengan memperpanjang rantai konjugasi sehingga panjang gelombang serapan UV semakin meningkat. Substitusi gugus etil pada etil p-metoksi sinamat dengan gugus yang mempunyai cincin aromatik akan menghasilkan sistem konjugasi yang lebih panjang, karena sistim ikatan rangkap terkonjugasi tersebut akan mengalami resonansi selama terkena pancaran sinar UV. Substitusi gugus etil oleh isoeugenol melalui reaksi transesterifikasi diharapkan menghasilkan senyawa tabir surya yang memiliki efisiensi perlindungan yang lebih baik dan kestabilan kimia yang lebih besar. Senyawa tabir surya p-metoksi alkil sinamat pada dasarnya dapat disintesis dari senyawa p-metoksi benzaldehida dan alkil asetat melalui reaksi kondensasi Claisen. Para-Anisaldehida merupakan aldehida aromatis dengan komponen penyusunnya terdiri dari gugus benzena, gugus karbonil tetapi tidak mempunyai H alfa. Kondensasi Claisen akan terjadi bila aldehida tersebut direaksikan dengan suatu ester yang mempunyai hidrogen aktif dengan menggunakan katalis basa dan akan menghasilkan senyawa turunan p-metoksi alkil sinamat. Tabir surya yang efektif untuk diaplikasikan dalam produk kosmetik yaitu yang memiliki serapan pada daerah 250-370 nm yang menyebabkan pigmentasi dan eritema, serta menunjukkan SPF yang tinggi pada konsentrasi rendah. Tahir (2002) melakukan uji aktivitas senyawa sinamat tersubstitusi yaitu 4-metoksi isoamil sinamat, 3-metoksi isoamil sinamat, 3,4,5-trimetoksi isoamil sinamat, 2,4-dimetil isoamil sinamat, 4-dimetilamin isoamil sinamat, 2,4-dimetoksi isoamil sinamat, 3,4-dimetoksi isoamil sinamat, 2,5-dimetoksi isoamil sinamat, dan
6 2-hidroksi isoamil sinamat. Produk yang menunjukkan aktivitas relatif baik yaitu 4-metoksi isoamil sinamat, senyawa tersebut memiliki gugus metoksi pada posisi para. Ditinjau dari latar belakang tersebut, maka permasalahan yang dapat dikemukakan adalah sebagai berikut : 1. Apakah etil p-metoksi sinamat dapat diisolasi dari rimpang kencur? 2. Apakah isoeugenil p-metoksi sinamat dapat disintesis melalui reaksi transesterifikasi etil p-metoksi sinamat hasil isolasi dari rimpang kencur dan eugenol? 3. Apakah isoeugenil p-metoksi sinamat dapat disintesis melalui reaksi kondensasi Claisen antara isoeugenil asetat dan p-anisaldehida? 4. Apakah isoeugenil p-metoksi sinamat memiliki aktivitas sebagai tabir surya dengan metode uji spektrofotometri UV dan menunjukkan nilai Sun Protection Factor (SPF) tinggi pada konsentrasi rendah? 1.2 Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas maka tujuan dalam penelitian ini adalah: 1. Melakukan isolasi etil p-metoksi sinamat dari rimpang kencur. 2. Melakukan sintesis isoeugenil p-metoksi sinamat melalui reaksi transesterifikasi etil p-metoksi sinamat dari rimpang kencur dengan isoeugenol. 3. Melakukan sintesis isoeugenil p-metoksi sinamat melalui kondensasi Claisen isoeugenil asetat dan p-anisaldehida. 4. Melakukan pengukuran aktivitas isoeugenil p-metoksi sinamat sebagai tabir surya dengan menentukan nilai SPF. 1.3 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Memberikan informasi mengenai metode yang tepat dalam preparasi sampel untuk isolasi etil p-metoksi sinamat.
7 2. Memberikan informasi bahan dasar alami untuk sintesis senyawa tabir surya isoeugenil p-metoksi sinamat yaitu rimpang kencur, minyak cengkeh dan minyak adas. 3. Memberikan informasi pengembangan metode konversi nilai guna minyak atsiri menjadi produk turunannya yang bernilai lebih tinggi.