FORMULASI GEL PATI BENGKUANG ( Pachyrhizus erosus (L.) Urb.)

## DENGAN GELLING AGENT METILSELULOSA
Submitted : 14 Nov 2015
Edited : 15 Des 2015 Accepted : 21 Des 2015

## Husnul Warnida
Akademi Farmasi Samarinda Jl. Abdul Wahab Syahranie 226, Air Hitam, Samarinda Email : hwarnida@gmail.com

## ABSTRACT
Bengkuang roots (Pachyrhizus erosus (L.) Urb.)  empirically have been used as cosmetics materials, primarily  as  sun  screen  and  whitening  agent.  Bengkuang  roots  posses  6  compound  which  have  tyrosinase inhibitory  activities.  Commercially,  bengkuang  roots  available  as  whitening  cream  and  lotion  but  those dosage forms are not suitable for oily skin. In this study the gel was formulated with varying methylcellulose (4%  and  5%)  as  gelling  agent.  The  evaluation  included  stability,  organoleptic,  pH,  homogeneity,  and spreading  test.  Formula  A  (4%  methylcellulose)  meets  all  physical  requirements  of  gel.  The  result  of acceptability (hedonic test. showed the most acceptance formula was formula A (4% methylcellulose).
Keywords : bengkuang, gel, methylcellulose, pachyrhizus erosus , skin whitening

## LATAR BELAKANG
Sinar  matahari  yang  mencapai  permukaan bumi  terdiri  dari  cahaya  tampak  (panjang gelombang  antara  4000  dan  7400  Å),  infra  merah (7500-53000  Å),  dan  sinar  ultraviolet  (2800-4000 Å). Secara umum sinar matahari sangat bermanfaat. Tetapi  salah  satu  akibat  paparan  sinar  matahari yang terus-menerus dalam jangka waktu yang lama adalah terjadinya perubahan pada bentuk kulit yang disebut  dermatoheliosis,  yaitu  kulit  menjadi berwarna  pucat  kekuningan,  keriput,  disertai timbulnya  bercak-bercak  hitam  yang  tidak  merata pada  permukaan  kulit  yang  terkena  paparan  sinar tersebut (1) .  Bercak-bercak  hitam  di  kulit  terjadi karena  peningkatan  produksi  melanin  akibat paparan  sinar  matahari.  Melanin  adalah  pigmen warna  utama  pada  kulit,  rambut,  dan  mata (2) .
Melanin  dikelompokkan  ke  dalam  2  kelompok: eumelanin  yang  berwarna  hitam  dan  coklat  dan phaecomelanin  yang  berwarna  coklat  kemerahan dan  kuning.  Melanin  berasal  dari  tyrosine  yang mengalami proses oksidasi (3) .
Umbi  bengkuang  ( Pachyrrzus  erosus (L.) Urb )  secara  turun  temurun  telah  digunakan  di
Indonesia  untuk  melindungi  kulit  dari  sinar matahari  dan  memutihkan  kulit.  Bengkuang mengandung  86-90%  air,  senyawa  fenol,  dan saponin (4,5) . Terdapat 6 senyawa dalam  bengkuang yang  mampu  memiliki  aktivitas  antioksiodan  dan memutihkan yaitu daidzein, daidzin, genistin, (8,9)- furanyl-pteropcarpan-3-ol,  4-(2-(furane-2-yl)ethyl)- 2-methyl-2,5-dihydro-furane-3-arbaldehyde  dan  2- butoxy-2,5-bis(hydroxymethyl)-tetrahydrofurane- 3,4-diol (6) .
Produk  kosmetik  pemutih  umbi  bengkuang yang beredar di pasaran krim, losion, bedak dingin, sabun,  masker,  lulur.  Sedangkan  gel  bengkuang sebagai  pelembab  dan  pemutih  wajah  belum populer di masyarakat. Padahal gel tidak mengandung minyak sehingga cocok untukperawatan  jenis kulit berminyak.
Bentuk gel mampu menyebar dengan baik di kulit,  memberikan  efek  dingin,  mudah  dicuci dengan  air,  dan  pelepasan  obatnya  baik (7) .  Gelling agents  adalah  bahan  tambahan  yang  digunakan untuk  mengentalkan  dan  menstabilkan  berbagai macam  sediaan  obat  dan  sediaan  kosmetik. Metilselulosa  merupakan  salah  satu  gelling  agent
yang menghasilkan sediaan gel yang bening, elastis dengan  daya  lekat  tingggi,  mudah  dicuci  dengan air, dan pelepasan obatnya dinilai bagus.
Metilselulosa  memiliki  sifat  alir  pseudoplastis  dan bersifat  non  ionik  sehingga  kompatibel  dengan hampir  semua  bahan  obat (8) .  Metil  selulosa digunakan  dalam  formula sediaan  farmasi  oral  dan topikal dengan konsentrasi 0,5-5% (9) . Penelitian ini bertujuan  memformulasi  pati  bengkoang  dalam bentuk gel menggunakan gelling agent metilselulosa.  Selanjutnya  dilakukan  uji  stabilitas fisik gel dan uji hedonik.

## METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Blender  (philips),  pH  meter,  jangka  sorong (Krisbow),  mortar  dan  stamper,  neraca  analitik (Ohaus),  oven  (Memmert),  rotary  evaporator, pengayak  mesh  120,  alat  uji  daya  sebar,  alat-alat gelas (Pyrex).
Bahan:  air  suling,  bengkoang,  gliserin (kualitas farmasetis), metilselulosa (kualitas farmasetis), metilparaben (kualitas farmasetis), rose oil (kualitas farmasetis).

## Prosedur Kerja
1. Pengolahan Sampel
Umbi  bengkuang  dibersihkan,  diparut, dan  diperas.  Hasil  perasan  dibiarkan  selama beberapa  jam  sampai  terbentuk  endapan. Selanjutnya  disaring  dan  airnya  dibuang. Endapan  dikeringkan  dalam  oven  suhu  50 o selama 24 jam. Diperoleh serbuk pati bengkuang yang  kemudian  diayak  dengan  pengayak  mesh 120.
2. Pembuatan Gel
Fomula  gel  disajikan  di  tabel  1.  Metil selulosa ditaburkan di atas air panas dan diaduk dengan  pengaduk  elektrik hingga  homogen.
Ditambahkan  air  es  kemudian  didinginkan  di lemari pendingin suhu 4 o C selama 24 jam.
Metilparaben  dilarutkan  dalam  gliserin. Diaduk  bersama  serbuk  pati  bengkuang  sampai homogen. Selanjutnya ditambah dispersi metilselulosa  dan  diaduk  dengan  pengaduk elektrik  hingga  homogen.  Ditambahkan  minyak mawar.
Tabel 1. Formula Gel Patii Bengkuang Nama Bahan Fungsi Formula (%) A B Pati Bengkuang bahan aktif 3 3 Metilselulosa gelling agent 4 5 Gliserin humectant 5 5 Metilparaben pengawet 2 2 Rose oil fragrance 0,1 0,1 Air suling ad Pelarut 100 100

## Evaluasi Stabilitas Gel
1. Uji Organoleptis
Dilakukan  pengamatan  visual  terhadap bau,  warna,  dan  bentuk  gel  selama  3  minggu. Gel  biasanya  jernih  dengan  konsistensi setengah padat (10) .
2. Pemeriksaan homogenitas
Pengujian homogenitas dilakukan dengan  mengoleskan zat  yang akan diuji  pada sekeping  kaca  atau  bahan  lain  yang  cocok harus  menunjukkan  susunan  yang  homogen dan  tidak  menunjukkan  butiran  kasar (11) .
3. Pengukuran Daya Sebar
Sampel seberat 0,5 g diletakkan  di  atas kaca  dan  dibiarkan  selama  1  menit.  Diameter sebar  sampel  diukur.  Selanjutnya  ditambah 150  g  beban  dan  didiamkan  selama  1  menit lalu diukur diameter yang konstan. Daya sebar 5-7  cm  menunjukkan  konsistensi  semisolid yang sangat nyaman dalam penggunaan (12) .
4. Pengukuran pH
Dilakukan pengukuran pH gel menggunakan  alat  pH  meter.  pH  sediaan topikal berkisar 4-8 (13) .
5. Uji  Stabilitas  Dipercepat  dengan  metode f reeze-thaw cycling
Sebanyak  20  g  masing-masing  formula gel  disimpan  pada  suhu  4 o C  selama  24  jam. Selanjutnya  sampel  dipanaskan  di  atas hot plate suhu  45 o C  selama  24  jam.  Diamati perubahan fisik yang terjadi (14) .

## Uji Kesukaan (Uji Hedonik)
Panelis  sebanyak  30  orang  mengemukakan tanggapan  pribadi  (subyektif)  terhadap  gel  pati bengkuang.  Untuk  mengukur  perasaan  suka  atau tidak  suka  terhadap  gel  digunakan  skala  hedonik dengan  tingkatan  1-5  yang  berturut-turut  mewakili
perasaan  sangat  tidak  suka,  tidak  suka,  ragu-ragu, suka,  sangat  suka.  Atribut  yang  diamati  pada sediaan  gel  pati  bengkuang  adalah  warna,  aroma, dan tekstur gel.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Evaluasi Sifat Fisik Gel Pengamatan organoleptis
Hasil  pengamatan  organoleptis  meliputi bentuk, warna, dan bau adalah sebagai berikut:
Hasil  pengamatan  organoleptis  selama  3 minggu  menunjukkan  perubahan  warna  dari  kedua formula.  Pada  minggu  pertama  gel  berwarna  putih dengan  tekstur  kental  seperti  gel.  Bau  gel  pada formula  A  dan  B  adalah  bau  khas  mawar  akibat penambahan  minyak  mawar.  Formula  A  dan  B memiliki  konsistensi  yang  sama  yaitu  semisolid kental.
Pada  pengamatan  minggu  ke-2,  formula  A dan  B  mengalami  perubahan  warna,  semula berwarna  putih  berubah  menjadi  kekuningan. Perubahan  warna  semakin  nyata  pada  pengamatan di  minggu  ke-3.  Perubahan  warna  gel  pati bengkuang  diperkirakan  terjadi  karena  reaksi maillard  (perubahan  warna  menjadi  coklat)  yang dialami  oleh  pati  bengkuang.  Menurut  Winarno (15),  reaksi  maillard  merupakan  reaksi  antara  gula preduksi  dari  karbohidrat  dengan  gugus  amino primer  dari  protein.  Reaksi  maillard  dapat disebabkan oleh pemanasan. Reaksi maillard sudah dapat  terlihat  pada  suhu  37 0 C  (16).  Karena  pati bengkuang dalam penelitian ini dikeringkan dengan pemanasan  50 0 C,  pati  bengkuang  mengalami proses pencoklatan.

## Pengamatan Homogenitas
Sediaan  gel  pati  bengkuang  memenuhi persyaratan homogenitas gel yaitu sediaan gel yang dihasilkan  homogen  dan  tidak  terdapat  butiran kasar.  Persyaratan    homogenitas  gel  dimaksudkan agar  bahan  aktif  dalam  gel  terdistribusi  merata. Selain  itu  agar  gel  tidak  mengiritasi  ketika dioleskan di kulit.

## Pengukuran pH
Pemeriksaan pH merupakan parameter fisikokimia  yang  harus  dilakukan  untuk  sediaan topikal  karena  pH  berkaitan  dengan      efektivitas zat   aktif,   stabilitas   zat   aktif dan sediaan,   serta kenyamanan  di  kulit  sewaktu  digunakan.  pH  yang
terlalu asam dapat mengakibatkan iritasi sedangkan pH  yang  terlalu  basa  dapat  menyebabkan  kulit bersisik. Selama penyimpanan 3 minggu, tidak ada perubahan  pH  gel  pati  bengkuang.  Ini  berarti  gel patri bengkuang cukup stabil. Dari hasil pengukuran pH  di  tabel  4  terlihat  bahwa  sediaan  gel  pati bengkuang    memenuhi    persyaratan    pH    untuk sediaan topikal yaitu antara 4-8 (13) .

## Pengukuran daya sebar gel
Uji  daya  sebar  sediaan  gel  dimaksudkan untuk  mengetahui  kemampuan  menyebar  gel  saat dioleskan pada kulit. Kemampuan menyebar adalah karakteristik  penting  dalam  formulasi  karena mempengaruhi  transfer  bahan  aktif  pada  daerah target  dalam  dosis  yang  tepat,  kemudahan penggunaan,  tekanan  yang  diperlukan  agar  dapat keluar  dari  kemasan,  dan  penerimaan  oleh konsumen (12) .
Dari hasil pengukuran diameter daya sebar di tabel  5,  Formula  A  dengan  metilseluloa  4% memenuhi  persyaratan  daya sebar yaitu 5 sampai 7 cm.  Sedangkan  Formula  B  dengan  metil  selulosa 5% tidak memenuhi syarat. Daya sebar berbanding terbalik  dengan  viskositas.  Semakin  kental  suatu gel,  semakin  besar  daya  sebar.  Kekentalan dipengaruhi oleh gelling agent. Kekentalan diperlukan  untuk  menjaga  stabilitas  suatu  gel. Tetapi kekentalan tidak boleh terlalu tinggi agar gel mudah digunakan.

## Pengamatan Stabilitas Dipercepat
Pengamatan  stabilitas  dipercepat  dengan metode free-thaw cycling dilakukan dalam 6 siklus selama  3  hari  berturut-turut  dengan  hasil  pada tabel 6.
Pengamatan pemisahan fase dengan metode freeze-thaw dilakukan pada dua suhu yang berbeda yaitu  suhu  4  ºC  dilanjutkan  dengan  penyimpanan pada  suhu  45  ºC  selama  2  siklus.  Kedua  formula menunjukkan  perubahan  tampilan  fisik  bila dibandingkan  dengan  sebelum  disimpan.  Pada pengamatan  siklus  pertama,  formula  A  dan  B berwarna  putih.  Pada  sikulas  kedua  terjaddi perubahan  warna  dari  putih  menjadi  putih kekuningan.  Hal  ini  disebabkan    oleh  reaksi maillard  yang  dipengaruhi  oleh  faktor  pemanasan (15) .  Walaupun  mengalami  perubahan  warna,  gel pati bengkuang tidak mengalami perubahan bentuk dan  tidak  ada  tanda  pemisahan  fase.  Hal  ini
menunjukkan gel pati bengkuang  stabil pada suhu tinggi dan suhu rendah.

## Uji  Kesukaan Gel Pati Bengkuang
Tabel  7  adalah  hasil  pengukuran  kesukaan panelis  terhadap  gel  pati  bengkuang.  Sebanyak  30 orang  panelis  memberikan  penilaian  terhadap warna, aroma, dan tekstur gel pati bengkuang.
Dari  nilai  kesukaan  di  atas  dapat  dilihat bahwa  formula  A  memiliki  nilai  kesukaan  yang lebih besar dari formula B meskipun nilainya tidak jauh  berbeda.  Tekstur  formula  A  lebih  disukai panelis  karena  viskositasnya  lebih  cair  daripada
formula  B  sehingga  lebih  mudah  dioleskan.  Hal tersebut  disebabkan  konsentrasi  metilselulosa lebih besar dalam formula B. Pemilihan aroma juga harus berhati-hati.  Pengaroma  dalam  gel  adalah rose  oil . Pati bengkoang tidak  memiliki aroma sehingga gel beraroma  identik  mawar.  Aroma  ini  tidak  disukai oleh 26,7% panelis.
Secara  keseluruhan  formula  A  lebih  disukai panelis.  Tetapi  hasil  uji  ini  tidak  dapat  digunakan untuk  meramalkan  penerimaan  formula  A  di pasaran  karena  uji  dilakukan  pada  panelis  yang belum  berpengalaman  dan  tidak  ada  sampel pembanding.

## Tabel 2. Pengamatan Organoleptis Gel Pati Bengkuang
Organoleptis Minggu ke-1 Minggu ke-2 Minggu ke-3 FA FB FA FB FA FB Bentuk + + + + + + Bau + + + + + + Warna + + - - - - Keterangan    (+) : Tidak terjadi perubahan (-) : Terjadi perubahan Bentuk  : semisolid kental Bau : aroma khas mawar Warna  : putih Tabel 3 . Hasil Pengamatan Homogenitas Gel Pati Bengkuang Gel Hari ke-1 Hari ke-7 Formula A Homogen, tidak ada butiran kasar Homogen, tidak ada butiran kasar Formula B Homogen, tidak ada butiran kasar Homogen, tidak ada butiran kasar
Tabel 4. Hasil Pengukuran pH Gel Pati Bengkuang
Formula Gel waktu pengukuran minggu ke-1 minggu ke-2 minggu ke-3 Formula A 6,6 6,6 6,6 Formula B 6,7 6,7 6,7

## Tabel 5. Hasil Pengukuran Daya Sebar Gel Pati Bengkuang
Pengamatan Diameter sebar (cm) Beban 0 g Beban 50 g Beban 100 g Formula A 4,81 6,05 6,45 Formula B 3,34 4,08 4,65
Tabel 6. Hasil Pengamatan Stabilitas Dipercepat Gel Pati Bengkuang
Pengamatan Siklus 1 Siklus 2 4 o C 45 o C 4 o C 45 o C Formula A Warna (+) Bentuk (+) Warna (+) Bentuk (+) Warna (-) Bentuk (+) Warna (-) Bentuk (+) Formula B Warna (+) Bentuk (+) Warna (+) Bentuk (+) Warna (+) Bentuk (+) Warna (+) Bentuk (+) Keterangan (+) : Tidak terjadi perubahan (-) : Terjadi perubahan
Tabel 7. Hasil uji Kesukaan Gel Pati Bengkuang
Atribut yang dinilai Nilai kesukaan Formula A Formula B Warna 109 100 Aroma 121 108 Tekstur 121 108 Total 351 316 Keterangan: Formula A : Gel dengan 4% metilselulosa Formula B : Gel dengan 5% metilselulosa

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  uji  stabilitas  fisik gel  dapat  disimpulkan  bahwa  kedua  formula  gel pati bengkuang memenuhi persyaratan uji organoleptis,  uji  homogenitas,  uji  pH,  dan  uji stabilitas  dipercepat.  Pada  uji  daya  sebar,  hanya formula  A  (metilselulosa  4%)  yang  memenuhi persyaratan. Dari hasil uji hedonik dapat disimpulkan bahwa Gel pati bengkuang formula A (metil  selulosa  4%)  lebih  disukai  daripada formula B (metilselulosa 5%)

## DAFTAR PUSTAKA
1. Wasitaatmadja,  S.  M.  1997.  Penuntun  Ilmu Kosmetik Medik. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
2. Briganti  S,  Camera  E,  Picardo  M.  Chemical and Instrumental approaches to treat hyperpigmentation.  Pigment  Cell Res .  2003; 316: 101-110\
3. Parvez  S,  Kang  M,  Chung  HS,  Bae  H. Naturrally  occurring  tyrosinase  inhibitors: mechanism  and  applications  in  skin  health, cosmetics and agriculture industry.
Phytother.Res 2007: 21: 805-816
4. Lukitaningsih E. The exploration of whitening and  sun  screening  compounds  in  bengkoang ( Pachyrizhus  erosus )  roots.  ( Dissertation ).
Germany: Wurzburg University; 2009
5. Sandler JA. The Phytochemical extraction and analysis  of  New  Falavonoids  and  Saponins
from  the  genus  Silphium.  ( Dissertation ).
Austin: The University of Texas: 2005
6. Lukitaningsih  E,  Bahi  M,  Holzgrabe  E. Tyrosinase inhibition type of isolated compounds obtained from Pachyrhizus erosus . Aceh  Int.  J.  Sci.Technol .  2013  December;  2 (3): 98-102
7. Voigt  R. Buku  Pelajaran  Teknologi  Farmasi. Edisi  Kelima.  Yogyakarta:  Gadjah  Mada University Press: 1994.
8. Ofner  CM,  Schnaare  RL,  Schwartz  JB.  Oral Aqueous  Suspensions.  In:  Liebermean  HA, Rieger MM, Banker GS, editors Pharmaceutical Dosage Forms Disperse Systems.  Volume  2.  2 nd edition.  New  York: Marcel Dekker Inc; 1996. p 161-164
9. Rowe  RC.  Handbook  of  Pharmaceutical Excipient.  USA:  Pharmaceutical  Press  and American Pharmacists Association; 2006
10. Ansel HC. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Edisi 4. Jakarta: UI Press; 1989
11. Ditjen  POM.  Farmakope  Indonesia.  Edisi  III . Jakarta: Departemen Kesehatan RI; 1979
12. Garg  A,  Aggarwal  D,  Garg  S,  Sigla  AK. Spreading  of  Semisolid  Formulation:  An Update. Pharmaceutical J. Technology. September 2002: 84-102.
13. Aulton  M.  Pharmaceutics:  The  Science  of Dosage  Form  Design.  NewYork:  Curchill Living Stone; 1988
14. Djajadisastra  J. Cosmetics  Stability. Prosiding Seminar  Himpunan  Ilmuwan  Kosmetika Indonesia. Jakarta, 2004
15. Winarno.  Kimia  Pangan  dan  Gizi.  Jakarta:
Gramedia Pustaka Utama: 2002
16. Kusumadewi M. Karakterisasi Sifat Fisikokimia Kecap Manis Komersial Indonesia.  ( Skripsi ).  Bogor:  Institut  Pertanian Bogor; 2011.