Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902

## PENINGKATAN FOTOSTABILITAS PIGMEN BETA KAROTEN DENGAN PEMBUATAN MIKROEMULSI
Ika Agustina 1 *, Mega Efrilia 2
1.2 Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan IKIFA
*Email 1 : ikaagustina@ikifa.ac.id Email 2 : megaefrilia@ikifa.ac.id
Artikel diterima: 22 November 2021; Disetujui: 2 Maret 2022 DOI: https://doi.org/10.36387/jiis.v7i1.823

## ABSTRAK
Sepanjang tahun 2018 BPOM menemukan berbagai macam kosmetik illegal yang  mengandung  bahan  dilarang/bahan  berbahaya.  Salah  satu  bahan  berbahaya yang  ditemukan  adalah  pewarna  tekstil  Merah  K3  pada  lipstick.  Solusi  yang diperlukan adalah dengan membuat pewarna alami yang memiliki kestabilan yang baik terhadap cahaya. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan kestabilan pigmen  beta  karotenoid  terhadap  cahaya  dengan  membuat  sediaan  mikroemulsi. Sumber  senyawa  beta  karoten  berasal  dari Daucus  carota L.  Teknik  ekstraksi menggunakan maserasi dengan pelarut etanol:heksana (4:3).  Untuk mendapatkan formulasi mikroemulsi terbaik dibuat variasi konsentrasi PEG 40
HCO:gliserol:ekstrak.  Formulasi  mikroemulsi  terbaik  adalah  kode  FW3  dengan komposisi 2:2:1 (PEG 40 HCO:gliserol:ekstrak). Kemudian ekstrak Daucus carota L  dan  mikroemulsi  FW3  diuji  fotostabilitas.  Hasil  pengujian  fotostabilitas menunjukkan penurunan kadar ekstrak Daucus carota L. sebesar 2.84%, sedangkan mikroemulsi Daucus carota L mengalami penurunan kadar sebanyak 1.33%. Kedua sediaan tetap dikategorikan sebagai substansi yang fotosensitif.
Kata kunci: Ekstrak Daucus carota L. , Mikroemulsi, Fotostabilitas, Beta Karoten

## ABSTRACT
Throughout 2018, BPOM found various kinds of illegal cosmetics containing prohibited/dangerous ingredients. One of the hazardous materials found was the Red K3 textile dye on the lipstick. The solution needed is to make natural dyes that have good stability to light. The aim of this study was to increase the stability of beta carotenoid pigments to light by making microemulsions. The source of beta carotene compounds comes from Daucus carota L. The extraction technique uses maceration  with  ethanol:hexane  (4:3)  as  solvent.  To  get  the  best  microemulsion formulation, various concentrations of PEG 40 HCO:glycerol:extract were made. The best microemulsion formulation is code FW3 with a composition of 2:2:1 (PEG 40  HCO:glycerol:extract).  Then  the  Daucus  carota  L  extract  and  FW3 microemulsion were tested for photostability. The results of the photostability test showed a decrease in the concentration of Daucus carota L. extract by 2.84%, while the  Daucus  carota  L  microemulsion  decreased  by  1.33%. Both  preparations  are
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
still categorized as photosensitive substances.
Keywords: Daucus  Carota  L.Extract,  Microemulsion,  Photostability,  Beta Carotene

## PENDAHULUAN
Sepanjang  tahun  2018  BPOM menemukan berbagai macam kosmetik  illegal  yang  mengandung bahan dilarang/bahan berbahaya.
Salah  satu  bahan  berbahaya  yang ditemukan  adalah  pewarna  tekstil Merah K3 pada lipstik.
Penggunaan  pewarna  sintetik
berbahaya  perlu  digantikan  dengan pewarna alami yang lebih aman. Salah satu  pewarna  alami  yang  mudah diperoleh  dan  terbarukan  adalah golongan karotenoid.
Karotenoid merupakan senyawa tetraterpene  yang  dikarakterisasi  dari ikatan terkonjugasi dengan π-elektron terdelokalisasi.  Karotenoidoid  dapat berwarna merah, jingga, dan kuning.(Boon, McClements, Weiss, & Decker,  2010)  Umumnya  karotenoid merupakan senyawa hidrokabon yang memiliki  atom  karbon  sebanyak  40 dan 2 ujung senyawa cincin.
Karotenoid  di  alam  dibagi  menjadi  2 kelompok,  yaitu  ꞵ-karotenoid  dan turunan ꞵ-karotenoid yang teroksidasi seperti  likopen  dan  lutein.  Salah  satu
tanaman yang banyak mengandung ꞵ- karotenoid  adalah  wortel,  likopen banyak terdapat pada tomat, dan lutein banyak  terdapat  pada  bayam.  ꞵ- karotenoid merupakan pigmen berwarna  jingga,  likopen  berwarna merah, dan lutein berwarna hijau dan hijau  daun  gelap.  (Mezzomo  & Ferreira, 2016)
Senyawa karotenoid merupakan senyawa  yang  termolabil,  fotolabil,
dan sensitive terhadap
oksigen.(Mezzomo  &  Ferreira,  2016)
Untuk  mengatasi  kestabilan  senyawa karotenoid dilakukan modifikasi sediaan yaitu membuat sediaan emulsi maupun  mikroemulsi.  Pada  sediaan emulsi  yang  mengandung  senyawa karotenoidoid dalam 100 hari sediaan tidak  stabil  secara  fotostabilitas. (Igielska-Kalwat, 2018) Senyawa
karotenoid yang terdapat pada
elderberries  telah  dilakukan  optimasi untuk  hasil  ektraksi  yang  terbaik. Pelarut yang digunakan untuk ekstraksi  adalah  etanol  50%  dengan perbandingan  antara  serbuk  dengan pelarut  adalah  1:20,  suhu  ekstraksi
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
60 0 C  pada  pH  2,  selama  2-4 jam.(Domínguez et al., 2020)
Pada  penelitian  telah  dilakukan pembuatan sediaan mikroemulsi untuk melihat  kestabilan  terhadap  paparan cahaya.  Mikroemulsi  lebih  stabil secara  termodinamik  dibandingkan
dengan emulsi konvensional.
Perbedaan antara mikroemulsi dengan emulsi  konvensional  antara  lain: ukuran droplet mikroemulsi sebesar 3 – 50 nm sedangkan emulsi 1,5  – 100 µm.  Mikroemulsi  memiliki  warna yang  transparan,  sedangkan  emulsi keruh hingga opak, selain itu viskositas  untuk  mikroemulsi  lebih
rendah dibandingkan emulsi konvensional.(Gadhave & Waghmare, 2014) Faktor penentu dalam keberhasilan pembuatan sediaan
mikroemulsi  adalah  pemilihan  fasa
minyak,  surfaktan  dan  kosurfaktan.
Karotenoid  merupakan  senyawa  larut lemak.  Minyak  nabati  pembawa senyawa  karotenoid  salah  satunya adalah  minyak  jagung.  Suatu  produk mengandung  konsentrasi  22%  beta karoten  dalam  minyak  jagung  dan dinyatakan  stabil  selama  24  bulan dengan  kondisi  penyimpanan  dengan
nitrogen dan tertutup rapat. Jika sudah dibuka  harus  segera  dihabiskan, karena  produk  tersebut  sensitive terhadap  oksigen  di  udara,  cahaya, panas  dan  kelembaban.(Company, 2009)
Pada penelitian
dengan menggunakan  PEG  40  Hydrogenated Castor  Oil,  metode  yang  digunakan untuk  mendapatkan  ukuran  partikel <50 nm menggunakan type IV.(Hasan, Al-aram, Al-wadie, Althobaiti, & Al- Malki, 2015) Type IV atau Winsor IV menjelaskan  pembentukan  larutan isotropic dengan menambahkan jumlah  surfaktan  dan  alkohol  dengan jumlah yang cukup. Type IV merupakan  pengembangan  dari  Type III dengan konsentrasi surfaktan yang lebih tinggi, dimana fasa pertengahan menjadi satu fasa.(Gadhave &
Waghmare, 2014)
Pada  penelitian  yang  telah dilakukan untuk uji in vitro dan in vivo untuk keamanan penggunaan PEG 40 Hydrogenated  Castor  Oil dalam sediaan  menunjukkan  bahwa  bahan tersebut  aman  digunakan  secara  oral. Sediaan  diujikan  pada mencit  dengan dosis    5000mg/kg  BB  dan  diberikan secara oral  satu kali sehari selama 14
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
hari.  Kosurfaktan  yang  digunakan adalah  Poli  Etilen  Glikol  (PEG)
400.(Rachmawati et al., 2017)

## METODE PENELITIAN

## Persiapan sampel
Tanaman Daucus  carota L.
berasal dari daerah Bogor, Jawa Barat

## Ekstraksi sampel
Proses ekstraksi tanaman dimulai dengan mengeringkan tanaman  hingga  susut  pengeringan minimal  90%.  Proses  pengeringan menggunakan food dehydrator
dengan suhu pengeringan 60 0 C selama 24 jam. Ekstraksi tanaman
menggunakan  pelarut  etanol:heksana (4:3) dengan metode maserasi selama
3  hari  pada  suhu  ruang,  kemudian
dipekatkan menggunakan rotary evaporator hingga menghasilkan
ekstrak kental. Uji Fotostabilitas Uji Fotostabilitas mengacu pada pedoman ICH Q1B Guideline
(Photostability  Testing  of  New  Drug
Substances  and  Product). Sumber
cahaya yang digunakan adalah
artificial daylight Fluorescent. Periode penyimpanan selama 24 jam dan atau
48  jam  dengan  perhitungan  intensitas
paparan adalah sebagai berikut (Agency, 1998):
1. 24 h x 22,5 W/m 2 = 540 Wh/m 2 = 1,3 million lux hours 2. 48 h x 22,5  W/m 2 = 1.080 Wh/m 2
= 2,6 million lux hours Decomposition : ≤ 0,1 %  = tidak fotosensitif
> 0,1 % = fotosensitif (elusidasi struktur)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karotenoid merupakan senyawa tetraterpene  yang  dikarakterisasi  dari ikatan terkonjugasi dengan π-elektron terdelokalisasi.  Karotenoidoid  dapat berwarna merah, jingga, dan
kuning.(Boon et al., 2010) Umumnya karotenoid merupakan senyawa hidrokabon  yang  memiliki  atom karbon  sebanyak  40  dan  2  ujung senyawa  cincin.  Karotenoid  di  alam dibagi  menjadi  2  kelompok,  yaitu  ꞵ- karotenoid  dan  turunan  ꞵ-karotenoid yang  teroksidasi  seperti  likopen  dan lutein.  Salah  satu  tanaman  yang banyak  mengandung  ꞵ-karotenoid adalah wortel, likopen banyak terdapat pada tomat, dan lutein banyak terdapat pada  bayam.(Mezzomo  &  Ferreira, 2016) ꞵ-karotenoid merupakan pigmen  berwarna  jingga,  likopen berwarna  merah,  dan  lutein  berwarna hijau dan hijau daun gelap. (Mezzomo
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
& Ferreira, 2016)
% Rendemen ekstrak = 170,7 720 𝑥 100% = 23,71%
Optimasi  formula  mikroemulsi
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Optimasi Formula Kode Form ula Peg -40 HC O Gli - ser ol Ek s- tra k Hasil Pengam atan p H FW1 4 0 1 Keruh 5, 34 FW2 3 1 1 Jernih, kuning (+) 5, 21 FW3 2 2 1 Jernih, kuning (++) 5, 05 FW4 1 3 1 Keruh 5, 02 FW5 0 4 1 Keruh 4, 99 Tabel 2. Hasil Analisis Fotosensitif Pada Sediaan Kete- rangan Absor- bansi Kadar likopen (µg/ mL) Penu- runan Kadar (%) Kesim- pulan Ekstrak wortel (kontrol) paparan 48 jam 2.556 26.84 2.84 Foto- sensitif Ekstrak wortel paparan 48 jam 2.509 26.07 Mikro- emulsi wortel (kontrol) paparan 48 jam 2.705 29.26 1.33 Foto- sensitif Mikro- emulsi wortel paparan 48 jam 2.681 28.87
Gambar 1. Hasil Mikroemulsi Wortel 10% dalam akuades
Serapan  dibaca  pada  panjang gelombang  maksimal  sesuai  dengan baku  standar  Beta  Karoten  yaitu  205 nm, maka diperoleh data pada Tabel 2.
Senyawa karotenoid merupakan senyawa  yang  termolabil,  fotolabil,
dan sensitive terhadap
oksigen.(Mezzomo  &  Ferreira,  2016)
Untuk  mengatasi  kestabilan  senyawa karotenoid dilakukan modifikasi
sediaan yaitu membuat sediaan emulsi maupun  mikroemulsi.  Pada  sediaan emulsi  yang  mengandung  senyawa
karotenoidoid dalam 100 hari sediaan tidak stabil secara fotostabilitas.(Igielska-Kalwat, 2018)
Pada  penelitian  telah  dilakukan pembuatan sediaan mikroemulsi untuk melihat  kestabilan  terhadap  paparan cahaya.  Mikroemulsi  lebih  stabil secara  termodinamik  dibandingkan dengan emulsi konvensional. Perbedaan antara mikroemulsi dengan
emulsi  konvensional  antara  lain:
ukuran droplet mikroemulsi sebesar 3
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
– 50 nm sedangkan emulsi 1,5  – 100 µm.  Mikroemulsi  memiliki  warna yang  transparan,  sedangkan  emulsi keruh hingga opak, selain itu
viskositas  untuk  mikroemulsi  lebih rendah dibandingkan emulsi konvensional.(Gadhave & Waghmare, 2014) Faktor penentu dalam keberhasilan pembuatan sediaan
mikroemulsi  adalah  pemilihan  fasa minyak,  surfaktan  dan  kosurfaktan. Karotenoid  merupakan  senyawa  larut lemak.  Minyak  nabati  pembawa senyawa  karotenoid  salah  satunya adalah  minyak  jagung.  Suatu  produk mengandung  konsentrasi  22%  beta karoten  dalam  minyak  jagung  dan dinyatakan  stabil  selama  24  bulan dengan  kondisi  penyimpanan  dengan nitrogen dan tertutup rapat. Jika sudah dibuka  harus  segera  dihabiskan, karena  produk  tersebut  sensitive terhadap  oksigen  di  udara,  cahaya, panas  dan  kelembaban.(Company,
2009) Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan pembuatan mikroemulsi ꞵ-karotenoid menggunakan surfaktan tween 80 dan kosurfaktan lutein
dengan
perbaandingan  10:90  (fasa  minyak (pembawa  karotenoid)  :  (surfaktan  + kosurfaktan)).  Hasil  menunjukkan terjadi  pengendapan  pada  hari  ke-21. Degradasi  ꞵ-karotenoid  pada  fasa padat  pada  hari  ke-21  sebesar  91% sedangkan  pada  fasa  cair  sebesar 90%.(T et al., 2009)
Tween  80  merupakan  surfaktan non  ionik.  Surfaktan  non  ionik  lain yang dapat digunakan adalah PEG 40 Hydrogenated Castor Oil. Pada penelitian  pembuatan  mikroemulsi lumefantrine  dengan  membandingkan penggunaan tween 80 dengan PEG 40 Hydrogenated  Castor  Oil sebagai surfaktan, diperoleh hasil penggunaan PEG  40  Hydrogenated  Castor  Oil sebagai surfaktan menghasilkan mikroemulsi  dengan  ukuran  droplet lebih  kecil  secara  signifikan  dengan bentuk yang transparan.(Patel, Sarma,
& Vavia, 2013)
Pada penelitian
dengan menggunakan  PEG  40  Hydrogenated Castor  Oil,  metode  yang  digunakan untuk  mendapatkan  ukuran  partikel <50 nm menggunakan type IV.(Hasan et al., 2015) Type IV atau Winsor IV menjelaskan  pembentukan  larutan isotropic dengan menambahkan
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
jumlah  surfaktan  dan  alkohol  dengan jumlah yang cukup. Type IV
merupakan  pengembangan  dari  Type
III dengan konsentrasi surfaktan yang
lebih tinggi, dimana fasa pertengahan menjadi satu fasa.(Gadhave &
Waghmare, 2014)
Pada  penelitian  yang  telah dilakukan untuk uji in vitro dan in vivo untuk keamanan penggunaan PEG 40
Hydrogenated  Castor  Oil dalam sediaan  menunjukkan  bahwa  bahan tersebut  aman  digunakan  secara  oral. Sediaan  diujikan  pada  mencit  dengan dosis  5000  mg/kg  BB  dan  diberikan secara oral satu kali sehari selama 14 hari.  Kosurfaktan  yang  digunakan adalah  Poli  Etilen  Glikol  (PEG) 400.(Rachmawati et al., 2017)

## KESIMPULAN

## Pembuatan mikroemulsi ekstrak
Daucus carota L. dapat meningkatkan fotostabilitas  beta  karoten,  namun
kategori substansi masih pada substansi fotosensitif

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih kepada
Kementerian  Riset  dan  Teknologi
Republik  Indonesia  atas  dukungan
dana melalui program Riset Penelitian Dosen Pemula tahun anggaran 2020.

## DAFTAR PUSTAKA
Boon,  C.  S.,  McClements,  D.  J., Weiss,  J.,  &  Decker,  E.  A.
(2010). Factors influencing the chemical stability of carotenoids  in  foods. Crit  Rev Food Sci Nutr, 50 (6), 515-532. doi:10.1080/10408390802565
889 Company,  B.  T.  C.  (2009). Beta- Carotene 22% HS-HP . Retrieved from Germany: Domínguez, R., Zhang, L., Rocchetti,
G.,  Lucini,  L.,  Pateiro,  M.,
Munekata, P. E. S., & Lorenzo, J.  M.  (2020).  Elderberry (Sambucus nigra L.) as potential source of antioxidants.  Characterization, optimization of extraction parameters and bioactive properties. Food  Chemistry, 330 , 127266. doi: https://doi.org/10.1016/j.f oodchem.2020.127266 Gadhave,  A.  D.,  &  Waghmare,  J.  T. (2014).  A  Short  Review  on Microemulsion and Its Application  in  Extraction  of Vegetable  Oil. International Journal of Research in
Engineering  and  Technology,
03 (09), 147-158.
Hasan, N., Al-aram, M., Al-wadie, M., Althobaiti, F., & Al-Malki, M. (2015). Flavored Self Microemulsifying Lipid Formulations  for  Masking  the Organoleptic Taste of
Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 7(1), Maret 2022, 66-73 p-ISSN: 2502-647X; e-ISSN: 2503-1902
Pharmaceutical Actives. Journal of Applied Pharmaceutical  Science ,  127- 134. doi:10.7324/japs.2015.501122
ICH Topic Q1B Photostability Testing of New Active Substances and Medicinal Products,  (1998).
Igielska-Kalwat, J. (2018). Studies on stability of emulsions containing  carotenoids. Acta Biochim  Pol,  65 (3),  455-463.
doi:10.18388/abp.2018_2589
Mezzomo,  N.,  &  Ferreira,  S.  R.  S.
(2016).
Carotenoids Functionality,  Sources,  and Processing  by  Supercritical Technology: A Review.
Journal of Chemistry, 2016 , 1- 16. doi:10.1155/2016/3164312
Patel,  K.,  Sarma,  V.,  &  Vavia,  P.
(2013). Design and evaluation of  Lumefantrine  –  Oleic  acid self  nanoemulsifying  ionic complex for enhanced dissolution. DARU  Journal  of Pharmaceutical  Sciences  21 ,
1-10.
Rachmawati,  H.,  Novel,  M.  A.,  Ayu, S., Berlian, G., Tandrasasmita,
O. M., Tjandrawinata, R. R., & Anggadiredja,  K.  (2017).  The In Vitro-In Vivo Safety Confirmation of PEG-40 Hydrogenated  Castor  Oil  as  a Surfactant for Oral Nanoemulsion Formulation. Sci Pharm, 85 (2). doi:10.3390/scipharm8502001 8
T, H., TS, A., K, K., EA, D., DJ, M.,
&  J,  W.  (2009).  Impact  of surfacatant properties on
oxidative  stability  of  Beta
Carotene  Encapsulated  within Solid  Lipid  Nanoparticles. J Agric anf Food Chem . doi:10.1021/jf901682m