JURNAL ILMIAH MANUNTUNG, 7(2), 175-181, 2021

## OPTIMASI PENGGUNAAN KARBOPOL DAN Na CMC PADA FORMULA GEL EKSTRAK ETANOL DAUN KAYU PUTIH

## (Melaleuca leucadendra L.) DENGAN METODE SIMPLEX LATTICE DESIGN
Submitted : 20 Mei 2021 Edited : 6 Desember 2021 Accepted : 13 Desember 2021
Arum Kavita Sari, Dwi Saryanti
Program Studi DIII Farmasi, STIKES Nasional Email : arumkavita@gmail.com

## ABSTRACT
Eucalyptus leaves (Melaleuca leucadendra L.) are a type of plant that has antibacterial properties for Klebsiella pneumoniae, which is a bacteria that causes respiratory tract infections (ISPA).  Eucalyptus  leaves  have  active  compounds  thought  to  have  Klebsiella  pneumoniae antibacterial activity, namely flavonoids and phenolic, in the ethanol extract of eucalyptus leaves with a concentration of 20%. The gel preparations have the advantage of being easy to dry out, forming a film layer that is easy to wash and gives a cool feeling to the skin. This study aims to make an optimal eucalyptus leaf ethanol extract gel formula with variations of carbopol and Na- CMC optimally using the Simplex Lattice Design (SLD) method. Eucalyptus leaf extraction used the maceration method with 70% ethanol solvent. Determination of the optimal formula using the Simplex Lattice Design (SLD) method using Design Expert 10 software with test parameters for pH, viscosity, adhesion and dispersion power. Verification of the optimal formula used the One sample  t-test,  and  the  stability  test  was  carried  out  using  the  freeze-thaw  method.  This  study provides optimal formula results with a ratio of 38% carbopol gel base and 62% Na-CMC. The results  of  the  verification  test  show  that  the  prediction  results  with  the  test  results  are  not significantly different, indicated by a p value> 0.05, this shows that the formula for the results of the  Simplex  Lattice  Design  (SLD)  method  is  valid  as  expected  including  organoleptic, homogeneity, pH, viscosity, adhesion, and power. spread.
Keywords : Eucalyptus, Gel, Optimization, Karbopol, Na-CMC

## PENDAHULUAN
Daun  kayu  putih  merupakan  jenis tanaman yang berkhasiat sebagai antibakteri Klebsiella  pneumoniae yang  merupakan bakteri  penyebab  penyakit  infeksi  saluran pernafasan (ISPA).
Berdasarkan  hasil  penelitian  Qolbi dkk.,  (2018) kandungan  senyawa  pada ekstrak  etanol  daun  kayu  putih  meliputi kandungan  polifenol,  flavonoid,  saponin, tanin,  dan  terpenoid.  Senyawa  aktif  yang mempunyai  aktivitas  antibakteri  adalah flavonoid  dan  fenolik,  pada  ekstrak  etanol
daun  kayu  putih  dengan  konsentrasi  20% dapat digunakan sebagai antibakteri
Klebsiella pneumoniae dengan rata-rata dan zona hambat sebesar 15,00 ± 0 mm (1) . Penyakit Coronavirus (CoV)
merupakan  salah  satu  virus  yang  dapat menimbulkan  penyakit  dari  gejala  ringan sampai berat dan pada gejala yang berat dapat menyebabkan penyakit pneumonia. Semakin menyebarnya  virus  corona  di  indonesia banyak  masyarakat  yang  memanfaatkan tanaman  herbal  untuk  mencegah  penularan virus corona.
Pada  penelitian  ini  daun  kayu  putih dibuat  dalam  sediaan  gel,  karena  memiliki
banyak  keuntungan  meliputi  gel  mudah mengering,  mudah  dalam  pencucian  dan dapat  memberikan  rasa  dingin  pada  kulit (Voigt,  1984).  Basis  gel  yang  digunakan adalah  basis  gel  carbopol  dan  Na  CMC. Carbopol  merupakan  gel  yang  bersifat hidrofilik  yang  pada  konsentrasi  kecil  atau rendah  basis  gel  memiliki  kekentalan  yang baik (2) . Penggunaan  basis  gel  Na  CMC digunakan karena memiliki keuntungan yang dapat  memberikan  viskositas  stabil  pada suatu  sediaan.  Namun  basis  gel  Na  CMC memiliki kekurangan yang dapat membentuk larutan  koloida  dalam  air  yang  membentuk bintik-bintik  dalam  gel  yang  membuat sediaan  gel  menjadi  tidak  jernih (3) . Penggunaan  basis  gel  karbopol  diharapkan dapat memperbaiki kekurangan dari basis gel Na CMC, dan dapat menghasilkan gel yang jernih dengan daya sebar yang baik (3) . Metode  yang  dapat  digunakan  antara lain, SLD ( Simplex Lattice Design ). Metode ini  digunakan  karena  lebih  hemat  biaya, waktu,  dan  ketepatan  dalam  hasil  yang bertujuan  untuk  mendapatkan  formula dengan  sifat  fisik  gel  yang  optimal  pada kombinasi karbopol dan Na CMC.

## METODE PENELITIAN Alat
Beker  glass  (Iwaki  pyrex®),  Gelas ukur (Iwaki pyrex®), Timbangan digital (AD
–  600®),  Stopwatch,  Ayakan  mesh  40, Blender (Philip), Freezer , Waterbath, Rotary Evaporator, Cawan porselen, Tabung reaksi, Stik  pH, Viscometer  Rion  VT  04F ,  Kaca arloji,  Druple  plate,  Mortir  dan  stamfer, Batang  Pengaduk,  Kertas  Milimeter  Blok, Toples, Kompor Gas, Oven.
Bahan
Daun kayu putih (Melaleuca
Leucadendra L.) diperoleh dari Desa Bener, Wonosari,  Klaten,  Karbopol,  Na  CMC, Etanol  70%,  Propilenglikol,  Metil  Paraben, Gliserin,  HCl  pekat,  serbuk  magnesium (Mg), FeCl 3 , pereaksi Liebermann-Burchard dan Akuades.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Serbuk  daun  kayu  putih  ( Melaleuca leucadendra L.)  diekstraksi  dengan  pelarut etanol  70%.  Maserasi  digunakan  karena merupakan metode ekstraksi yang sederhana, mudah dikerjakan karena tidak memerlukan alat  khusus,  paling  umum  dan  sering digunakan  serta  mudah  dilakukan.  Bobot rendemen  yang  dihasilkan  dari  daun  kayu putih yaitu 29,4 %.
Dari  hasil  skrining  fitokimia  table  1 dapat disimpulkan bahwa ekstrak daun kayu putih  positif  memiliki  kandungan  senyawa flavonoid,  tanin,  polifenol/  fenolik,  saponin dan terpenoid.
Tabel 1. Hasil Skrining Fitokimia Kandungan Senyawa Dalam Ekstrak Daun Kayu Putih
No. Uji Fitokimia Hasil Kesimpulan Literatur Standar Pengamatan 1. Flavonoid Ningtyas, et al., 2015 Terdapat buih dan larutan berwarna jingga Terdapat buih dan larutan berwarna jingga (+) 2. Tanin Ningtyas, et al., 2015 Hijau kehitaman Hijau kehitaman (+) 3. Polifenol/Fenolik Jaafar,. et al., 2007 Biru kehitaman Biru kehitaman (+) 4. Saponin Depkes RI, 1995 Busa tidak hilang Busa tidak hilang (+) 5. Terpenoid Jaafar,. et al., 2007 Merah/violet Merah (+)

## Optimasi Formula Gel
Hasil  pengujian  sifat  fisik  gel  dapat  dilihat pada tabel 2

## Hasil Uji pH
Berdasarkan  gambar  1  dapat  terlihat bahwa kurva yang terbentuk adalah semakin tinggi penggunaan karbopol semakin rendah pH yang dihasilkan pada sediaan. dikarenakan  gel  dengan  basis  karbopol mempunyai  pH  rendah  karena  karbopol memiliki  gugus  karboksilat  (-COOH)  yang merupakan asam (4) . Sedangkan gelling agent Na-CMC  mempunyai  nilai  pH  6,5-8,5 (5) .
Sehingga semakin besar konsentrasi karbopol atau  Na-CMC  yang  digunakan  akan meningkatkan nilai pHnya.

## Hasil Uji Viskositas
Berdasarkan  gambar  2  dapat  terlihat bahwa kurva yang terbentuk adalah semakin tinggi penggunaan karbopol semakin rendah viskositas sediaan yang dihasilkan.
Pembentukan  basis  gel  karbopol  tergantung pada  proses  ionisasi  gugus  karboksil  yang dimiliki (6) .

## Hasil Uji Daya Lekat
Berdasarkan  gambar  3  dapat  terlihat bahwa kurva yang terbentuk adalah semakin tinggi penggunaan karbopol yang digunakan semakin  rendah  daya  lekat  sediaan  yang dihasilkan. Adanya variasi karbopol dan Na CMC  mempengaruhi  daya  lekat  gel. Karbopol mengabsorbsi air sehingga menjadi kental  dan  bersifat lengket,  saat  konsentrasi karbopol  meningkat  daya  lekat  juga meningkat.

## Hasil Uji Daya Sebar
Berdasarkan gambar  4  dapat  terlihat bahwa kurva yang terbentuk adalah uji daya sebar  tertinggi  berada  pada  perbandingan Carbopol dan Na-CMC 0,75 : 0,25. Semakin besar  daya  sebar,  semakin  mudah  sediaan untuk digunakan pada permukaan kulit.

## Tabel 2. Hasil Evaluasi Sediaan Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Parameter Uji Run Formula FI FII FIII FIV FV FVI FVII FVIII Organoleptis Gel berair berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel berair berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokl atan, berbau kayu putih, berasa dingin Gel kental berwar na hijau kecokla tan, berbau kayu putih, berasa dingin Homogenitas  Homo gen Homo gen Homo gen Homo gen Homo gen Homo gen Homo gen Homog en Ph 4 4 5 5 5 5 5 5 Viskositas (dPa.s) 75 75 300 150 200 200 300 100 Daya  Lekat (detik) 34,66 37,00 58,00 39,00 45,00 40,66 52,66 44,00 Daya Sebar (gcm/detik) 7,17 7,03 6,38 6,75 7,51 7,27 6,67 8,97
Gambar 1. Contour plot Hasil Uji pH Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Gambar 2. Contour plot Hasil Uji Viskositas Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Gambar 3. Contour plot Hasil Uji Daya Lekat Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Gambar 4. Contour plot Hasil Uji Daya Sebar Gel Ekstrak Daun Kayu Putih

## Penentuan Formula Optimal
Pemilihan  solusi  untuk  menentukan formula  optimum  dipilih  dari  solusi  yang mempunyai  derajat desirability mendekati 1.
Berdasarkan  gambar  5  diperoleh formula optimum dengan basis karbopol 38
%  dan  Na  CMC  62  %  dengan  nilai desirability  0,943.  Basis  yang  digunakan untuk formula optimal yaitu karbopol 0,34 g dan Na CMC 0,56 g dari konsentrasi total basis gel 0,9 g.

## Verifikasi  Formula  Optimum  Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Hasil  pengujian  formula  optimum dibandingkan dengan prediksi dan dilakukan dengan analisis One sample t-test untuk  mengetahui  hasil  percobaan  dengan hasil  prediksi,  apakah  terdapat  perbedaan yang signifikan atau tidak.
Hasil  uji  verifikasi  menunjukkan hasil prediksi dengan hasil pengujian tidak berbeda  signifikan  ditandai  dengan  nilai
p>0,05 hal ini menunjukkan bahwa formula hasil metode Simplex Lattice Design (SLD) valid sesuai yang diharapkan dari masing - masing pengujian.

## Hasil Uji Stabilitas Formula Optimal Gel
Stabilitas Freeze-Thaw dilakukan dengan penyimpanan selama 3 siklus. Hasil pengujian  setelah  3  siklus  dibandingkan dengan  hasil  pengujian  gel  pada  siklus  0 untuk mengetahui kestabilan sediaan.
Hasil  uji  stabilitas  menunjukkan hasil  pengujian  yang  tidak  berbeda signifikan ditunjukkan dengan nilai p>0,05 sesuai  yang  diharapkan  dan  memiliki  uji stabilitas  yang  stabil  peningkatan  dan penurunan pada masing – masing pengujian yang  saling  berkaitan  karena  faktor lamanya  penyimpanan  dan  pengaruh konsistensi, karena sediaan gel
mengandung banyak air dengan basis yang bersifat hidrofilik yang dapat menyerap air selama  penyimpanan  pada  suhu  dengan kelembaban tinggi.
Tabel 3. Parameter Kriteria Uji Sifat Fisik Gel Ekstrak Daun Kayu Putih Parameter Tujuan Kriteria Satuan Importance pH In range 4,5-6,5 - +++ Viskositas In range 200-400 d-Pas +++ Daya Lekat Maximaze 4-60 Detik +++ Daya Sebar Maximaze 5-7 gcm/detik +++
Gambar 5. Contour plot Formula Optimum Gel Ekstrak Daun Kayu Putih
Tabel 4. Signifikansi Prediksi dan Hasil Pengujian Formula Optimal Gel Ekstrak Etanol Daun
Kayu Putih Parameter Prediksi Hasil Pengujian Rata-rata ± SD Signifikansi Interpretasi pH 4,99741 4,75±0,463 0,174 Tidak  Berbeda Signifikan Viskositas (dPas) 200 175,00± 91,613 0,465 Tidak  Berbeda Signifikan Daya lekat (detik) 40,1136 43,75±7,690 0,237 Tidak  Berbeda Signifikan Daya sebar (gcm/detik) 6,88697 7,2188±0,79433 0,276 Tidak  Berbeda Signifikan
Tabel 5. Hasil Uji Stabilitas Fisik Formula Optimal Gel Ekstrak Etanol Daun Kayu Putih dengan Metode Freeze-Thaw Parameter Sebelum  (rata-rata ± SD) Sesudah  (rata-rata ± SD) Signifikansi  Interpretasi Organoleptis  Gel  kental  berwarna hijau kecoklatan, berbau  kayu  putih, berasa dingin Gel  kental  berwarna hijau kecoklatan, berbau  kayu  putih, berasa dingin - - Homogenitas  Homogen Homogen - - pH 4,75±0,463 4,67±0,577 0,423 Tidak  Berbeda Signifikan Viskositas (dPas) 175,00± 91,613 199,33±1,155 0,423 Tidak  Berbeda Signifikan Daya lekat (detik) 43,75±7,690 42,00±3,000 0,264 Tidak  Berbeda Signifikan Daya  sebar (gcm/detik) 7,2188±0,79433 8,0667±0,10066 0,840 Tidak  Berbeda Signifikan

## SIMPULAN
Konsentrasi  optimal  karpobol dan  Na
CMC dalam formula gel ekstrak etanol daun kayu putih ( Melaleuca leucadendra L.) yang dihasilkan  dari  metode Simplex  Lattice Design yaitu karbopol 38 % dan Na CMC 62 %.  Berdasarkan  hasil  formula  optimal  gel ekstrak etanol daun kayu putih ( Melaleuca  leucadendra L.)  dari  metode Simplex Lattice  Design mempunyai  uji stabilitas gel ekstrak etanol daun kayu putih ( Melaleuca  leucadendra L.)  mempunyai kualitas fisik dan stabilitas fisik gel yang baik menggunakan metode freeze-thaw .

## DAFTAR PUSTAKA
1. Qolbi, & Ratna Yuliani, 2018, Skrining
Aktivitas  Antibakteri  Ekstrak  Etanol 70% Sepuluh Daun Tanaman Terhadap Klebsiella  Pneumoniae ,  Jurnal  Farmasi
Indonesia, 15 (1): 8-18
2. Saifullah,  T.,  &  Kuswahyuningsih,  R. 2008.  Teknologi  &  Formulasi  Sediaan
Semipadat,  Laboratorium  Teknologi Farmasi  Fakultas  Farmasi  Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta 3. Rowe, R.C.,Shesky, P.J., & Owe, S.C.,
2006,  Handbook  of  Pharmaceutical Excipient,  Ed,  Pharmaceutical  Press.
Inc., London
4. Afifah,  H.,  Nurwaini,  S.,  2018,  Uji aktivitas  antijamur  gel  serbuk  lidah buayaberbasis  karbopol  934  terhadap Candida  albicans  dan  Trichophyton mentagrophytes, Jurnal Farmasi Indonesia , 15(2): 1411-4283 5. Direktorat Jendral Pengawasan Obat dan
Makanan.1995  Farmakope  Indonesia, Edisi  IV,  Departemen  Kesehatan  RI,
Jakarta. 6. Florence, A.T., and Attwood, D., 1998, Physicochemical Principles of Pharmacy,  Edisi  3,  MacMillan  Press Ltd, Houndmills