Jurnal Farmasi Indonesia, November 2014, hal 130-138
Vol. 11 No. 2
ISSN: 1693-8615 EISSN : 2302-4291 Online : http://farmasiindonesia.setiabudi.ac.id/
Optimasi Formula Gel Buah Apel Hijau ( Pyrus malus L.) sebagai Antioksidan dengan Kombinasi Basis Carbopol 940 dan Gliserin secara Simplex Lattice Design
Optimation of Formula of Green Apple ( Pyrus malus L.) an Antioxidant with Carbopol 940 and Glycerin Combination by  Simplex Lattice Design

## PRAYOGA FERY YUNIARTO, ENDANG SRI REJEKI*, DEWI EKOWATI
Fakultas Farmasi, Universitas Setia Budi Jln. Letjen Sutoyo-Mojosongo Surakarta-57127 Telp. 0271-852518 * Korespondensi:  edg_srirejeki@yahoo.com
(Diterima 17 Desember 2013, disetujui 28 Februari 2014)
________________________________________________________________________________________________________________________________________________

## ABSTRAK
Tanaman apel ( Pyrus malus L.) diduga memiliki khasiat sebagai antioksidan. Penggunaan buah apel untuk pemakaian topikal kurang praktis, sehingga dibuat sediaan gel. Penelitian ini bertujuan melakukan optimasi dengan metode Simplex Lattice Design  agar dihasilkan formula gel buah apel hijau  yang  optimum  sehingga  dihasilkan  gel  antioksidan  yang  stabil.  Buah  apel  diekstraksi  secara maserasi.  Sediaan  gel  ekstrak  buah  apel  menggunakan  basis  carbopol  940 (C)  dan  gliserin (G) dengan tiga formula,  yaitu F1  (100%C),  F2  (50%C:50%G),  dan  F3  (100%G).  Sediaan  dioptimasi berdasarkan sifat fisik viskositas, daya lekat, dan daya sebar dengan metode Simplex Lattice Design menggunakan  program  design- expert  8.0.6.1.  Gel  optimum  diuji  aktivitas  antioksidan menggunakan  metode  DPPH melalui  analisa  probit  untuk  mendapat  nilai  IC 50 dengan  vitamin  C sebagai pembanding. Hasil penelitian menunjukkan  bahwa kombinasi optimum carbopol 940 dan gliserin  sebagai  basis  pada  pembuatan  gel  ekstrak  buah  apel  yaitu  carbopol  sebesar 2.448  g  dan gliserin sebesar 2.552 g. Gel optimum buah apel mempunyai aktivitas antioksidan sedang dengan nilai IC 50 sebesar  151,43  ppm.  Waktu  penyimpanan  berpengaruh  terhadap  viskositas  dimana viskositas gel cenderung menurun selama satu bulan penyimpanan.
Kata kunci : buah apel, gel, carbopol 940, gliserin, Simplex Lattice Design, antioksidan.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________

## ABSTRACT
Apple is suspected has an antioxidant. The use of apple fruit directly considered less practical, so  that  it  made  the  gel  preparations.  This  research  was  aimed  to  optimation  by  Simplex  Lattice Design  method  to  get  the  most  optimum  formula  gel  of  apple  fruit  as  antioxidant  gel.  The  apple fruit was macerated. The apple fruit gel use carbopol 940 (C) and glycerin (G) with three formula, F1  (100%C),  F2  (50%C: 50%G),  dan  F3  (100%G). Optimation  gel  was  done  based  on  viscosity, adhesion,  and  dispersive  power by  Simplex  Lattice  Design  method  with  design- expert  8.0.6.1 program.  The  optimum  gel  was  analyzed  the  antioxidant  activity  by  DPPH method  by  probit analysis for calculate IC 50 value and vitamin C was used as control. The study shown that optimum combination of carbopol 940 and gliserin as basis was carbopol 2.448 g and glycerin 2.552 g. The optimum  gel  of  apple  fruit  had antioxidant  activity  (IC 50 151,43  ppm).  Storage  time  affected  the viscosity of the gel which tends to decrease during the months of storage
Keywords : apple fruit, gel, carbopol 940, glycerin, Simplex Lattice Design, antioxidant.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________

## PENDAHULUAN
Tanaman  yang  berpotensi  memiliki khasiat  sebagai  antioksidan  adalah tanaman  apel  ( Pyrus  malus L.) (Manzoor et  al. 2012).  Buah  apel  kaya  akan vitamin, buah dan daun apel mengandung  saponin  dan  flavonoida,  di samping  itu  buahnya  mengandung polifenol  (Anonim  2000).  Buah  apel mengandung  tanin  dan  kaya  serat.  Apel banyak  disukai  karena  rasanya  khas  dan manis.
Buah pada keadaan segar umumnya mempunyai  kadar  air  yang  tinggi, sehingga mengakomodasi tingginya aktivitas  metabolik.  Aktivitas  metabolik berlangsung  terus  pada  masa  pasca panen  yang  menjadikan  buah  cepat membusuk  sehingga  pada  penelitian  ini dikembangkan  sebagai  kosmetika  alami gel yang akan diteliti aktivitas antioksidannya.
Antioksidan  merupakan  senyawa penting  dalam  menjaga  kesehatan  tubuh karena  berfungsi  sebagai  penangkap radikal  bebas  yang  terbentuk  dalam tubuh. Antioksidan yang biasanya dikonsumsi dalam bentuk makanan, juga dimanfaatkan  untuk  bagian  luar  tubuh, yaitu  sebagai  kosmetik  dalam  perawatan kecantikan (Hernani dan Rahardjo 2005). Formulasi  ekstrak  buah  apel  dalam sediaan  gel  dalam  basis  carbopol  dan gliserin  digunakan  untuk  meningkatkan efektivitas  penggunaan  buah  apel  pada kulit.  Gliserin  dapat  berfungsi  sebagai pengawet, antimikroba, emolien, humektan,  dan  meningkatkan  viskositas (Rowe et al. 2006).
Usaha
pengembangan dalam penelitian ini yaitu dibuat bentuk sediaan gel  sehingga  lebih  praktis  dalam pemakaiannya  untuk  menangkal  radikal bebas.  Lalu  dilakukan  optimasi  agar dihasilkan  formula  yang  paling  optimum sehingga dihasilkan gel antioksidan yang stabil.

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  buah  apel,  etanol, vitamin  C,  Carbopol  940,  gliserin, trietanolamin,  metil  paraben,  CMC, aquades,  silika  gel  GF 254, n-butanol,  asam asetat,  air, n-heksana,  etil  asetat,  pereaksi semprot Dragendorf, sitroborat, FeCl 3.

## Alat
Alat  yang  digunakan  meliputi  oven, blender,  bejana  maserasi, vacuum  rotary evaporarator,  gelas  ukur,  Erlenmeyer, cawan  petri,  pipet,  sudip, stopwatch, viscometer cup dan bob, mortir, stamper, cawan  porselin,  anak  timbang,  alat  uji daya sebar, alat timbang, neraca analitik, Beaker  glass,  batang  pengaduk,  gelas ukur, kaca arloji, gelas ukur, gelas obyek, seperangkat KLT.

## Pembuatan Serbuk
Sebanyak 5,1 kg buah apel dikeringkan  dengan  oven,  lalu  diserbuk dengan  mesin  penyerbuk,  kemudian diayak  dengan  ayakan  no  40.  Serbuk yang tidak terayak dihaluskan lagi sampai semua serbuk terayak.

## Pembuatan Ekstrak Etanol Buah Apel
Menimbang  100  gram  serbuk  kering lalu  dimasukkan  ke  dalam  botol  1000  ml dan ditambah 750 ml pelarut etanol 70%. Campuran  serbuk  kering  dan  etanol  70% ditutup  dan  disimpan  selama  5  hari dengan  sesekali  dikocok  3  kali  sehari berulang-ulang  (Voigt  1995),  kemudian disaring  dengan  kain  flanel  lalu  pelarut diuapkan dalam vacuum
rotary
evaporator  dengan   suhu   40 0 C   sampai diperoleh ekstrak kental.

## Identifikasi Kandungan Kimia Ekstrak Etanol Buah Apel secara Kromatografi Lapis Tipis
Vitamin  C  diidentifikasi  dengan  fase diam silika gel GF 254 dan  fase  gerak n-butanol  :  asam  asetat :  air  (4  :  1  :5) dengan pereaksi semprot Dragendorf yang akan  memberikan  warna  orange  (Depkes 1992).
Flavonoid  diidentifikasi  dengan  fase diam silika gel GF 254 dan fase gerak n- butanol  :  asam  asetat  :  air  (4  :  1  :5) dengan pereaksi semprot larutan sitroborat yang  akan  memberikan  warna    kuning.
Tanin diidentifikasi  dengan  fase
diam silika gel GF 254 dan  fase  gerak
n-heksana  :  etil  asetat  (3  :  7)  dengan pereaksi semprot FeCl 3 1%,  yang
akan  memberikan  warna kuning kehitaman.

## Pembuatan Sediaan Gel
Formula  gel  buah  apel  yang  dibuat sebanyak  tiga  formula  dengan  variasi proporsi  carbopol  940  dan  gliserin  (Tabel 1).
CMC  dikembangkan  dalam  aquades panas  20  kalinya  pada beaker  glass.
Nipagin dilarutkan dengan aquadest dalam mortir  dan  ditambahkan  gliserin,  diaduk sampai homogen. Carbopol 940
ditambahkan  pada  campuran  tersebut sambil  terus  diaduk  dengan  cepat.  Hasil pengembangan  CMC  dan  trietanolamin ditambahkan  ke  dalam  campuran,  lalu diaduk dengan pengadukan ringan sampai diperoleh  massa  gel  yang  transparan. Ditambahkan  ekstrak  buah  apel  dan  sisa aquades  ke  dalam  campuran,  lalu  diaduk sampai  didapatkan  sediaan  gel  yang homogen.
Tabel 1. Rancangan formula sediaan gel buah apel secara Simplex Lattice Design
Bahan Formula I Formula II Formula III (g) (g) (g) Ekstrak buah apel 10 10 10 Carbopol 940 5 2,5 0 Gliserin 0 2,5 5 Trietanolamin 0,5 0,5 0,5 Metil paraben 0,2 0,2 0,2 CMC 2 2 2 Aquadest 82,3 82,3 82,3 Berat gel 100 100 100
Pengujian  Stabilitas  Fisik  Gel  Ekstrak Buah Apel

## Uji  organoleptis
Uji    organoleptis    gel  meliputi    uji warna,  bau  dan  konsistensi  gel  untuk mengetahui  secara  fisik  keadaan  gel. Organoleptis dilakukan untuk mendeskripsikan warna, bau dan konsistensi  dari  sediaan  gel  yang  sudah bercampur  dengan  basis,  sediaan  yang dihasilkan sebaiknya memiliki warna yang menarik,  bau  yang  menyenangkan  dan kekentalan  yang  cukup  agar  nyaman dalam  penggunaan.  Pengujian  dilakukan setelah sediaan gel dibuat  dalam satu  hari (Voigt 1994).

## Uji homogenitas
Ekstrak  buah  apel  yang  telah  dibuat sediaan  gel  diuji  homogenitasnya  dengan dioleskan  pada  sekeping  kaca  atau  bahan transparan  yang  cocok,  maka  harus menunjukkan  suasana  yang  homogen. Pengujian  dilakukan  setelah  sediaan  gel dibuat dalam satu hari.

## Uji viskositas
Uji  viskositas  gel  dilakukan  dengan menggunakan  alat  viscometer  Cup  and Bob.  Viskositas  dibaca  pada  skala  dari rotor  yang  digunakan.  Satuan  yang digunakan  menurut  JLS  28809  standar viskositas  yang  telah  dikalibrasi  adalah desipaskal-second (dPas). Pengujian pertama  dilakukan  setelah  sediaan  gel dibuat  dalam  satu  hari.  Sediaan  gel kemudian  disimpan  dan  diuji  lagi viskositasnya setelah satu bulan.

## Uji daya sebar
Uji ini dilakukan  dengan  menimbang 0,5 g gel, lalu diletakkan di atas kaca. Kaca
yang  lainnya  diletakkan  kaca  tersebut  di atas  massa  gel  dan  dibiarkan  1  menit.
Diameter  gel  yang  menyebar  (dengan mengambil panjang rata-rata diameter dari beberapa sisi) diukur, kemudian ditambahkan  50  g,  100  g,  150  g,  200  g, sebagai bahan tambahan, setiap penambahan  beban  didiamkan  selama  1 menit sesudah itu dicatat diameter gel yang menyebar  seperti  sebelumnya.  Pengujian dilakukan setelah sediaan gel dibuat dalam satu hari.

## Uji daya lekat
Uji ini dilakukan dengan menggunakan  alat- alat  seperti  alat  tes melekat  gel.  Dua  gelas  obyek, stopwatch, anak  timbangan  gram  dan  dilakukan dengan cara melekatkan gel secukupnya di atas gelas obyek yang lain di atas tersebut kemudian  ditekan  dengan  beban  500  g selama  5  menit  kemudian  pasang  obyek gelas  pada  alat  tes  kemudian  dilepaskan beban berat 20 g dan dicatat waktu sampai kedua obyek tersebut terlepas.

## Uji pH
Uji  ini    dilakukan    dengan menggunakan  alat pH  meter dengan cara mencelupkan  batang  detektor  ke  dalam larutan  gel  yang  dibuat  dari  1  gram  gel ditambah 9 ml aquades.

## Penentuan Formula Optimum
Penentuan formula optimum
menggunakan  metode Simplex  Lattice Design. dengan  program  dari  Software Design  Expert  versi  8.0.6.1  dapat ditentukan  formula  optimum  gel  yang mempunyai stabilitas baik.
Uji Aktivitas Antioksidan Penentuan panjang gelombang maksimal
Larutan  DPPH  0,4  mM  sebanyak  1,0 ml  ditempatkan  di  dalam  vial  5,0  ml, kemudian  ditambah  metanol  p.a  sampai tanda, diukur absorbansinya pada panjang gelombang 500-550 nm.

## Penentuan operating time
Larutan  stock  DPPH  0,4  mM  diambil sebanyak  1,0  ml  dan  ditempatkan  pada vial  5,0  ml,  ditambahkan  larutan  ekstrak sampai  tanda  batas,  kemudian  divorteks selama 30 detik. Penentuan operating time dilakukan  pada λ maksimum  dengan interval  waktu  5  menit  sampai  didapat absorbansi  yang    stabil    dan  tidak  terlihat adanya  penurunan  absorbsi.

## Uji aktivitas penangkap radikal DPPH
Ekstrak  dan  gel  diuji  aktivitas penangkapan  radikal  terhadap  radikal bebas DPPH yang telah diukur absorbansinya  pada λ maks setelah  waktu yang didapat dari operating time. Preparasi larutan  yang  akan  diukur  sebagai  berikut: 50,0  ml  sediaan  gel  buah  apel,  kemudian
dilarutkan  dengan  etanol  sampai  tanda batas pada labu takar 50,0 ml dan 2,0 mg vitamin  C  dilarutkan  dengan  aquades sampai tanda batas pada labu takar 2,0 ml ditambahkan  1,0  larutan  DPPH  0,4  mM, diinkubasi  selama  30  menit  kemudian dibaca  absorbansinya  pada λ maksimal. Pengujian dilakukan pada hari pertama.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Identifikasi  Kandungan  Senyawa Ekstrak Buah Apel
Identifikasi    senyawa  dengan  KLT pada  penelitian  ini  dilakukan    pada ekstrak  buah  apel terhadap  vitamin  C, flavonoid, dan tanin. Dari hasil identifikasi  disimpulkan  bahwa  buah apel  mengandung  vitamin  C,  flavonoid, dan tannin. Senyawa tersebut merupakan senyawa antioksidan (Tabel 1).

## Hasil  Pengujian  Sifat  Fisik  Gel  Buah Apel Hijau
Hasil  pengujian  sifat  fisik  gel  buah apel  menunjukkan  bahwa  formula  1 memiliki viskositas tertinggi yang menyebabkan  daya  sebar    dan  daya lekatnya terendah (Tabel 2).

## Tabel 1. Hasil identifikasi KLT ekstrak buah apel
Senyawa Fase gerak Pereaksi semprot Pustaka Hasil percobaan Rf Vitamin C n-butanol : asam asetat : air (4 : 1 :5) Dragendorf Orange Orange 0,28 Flavonoid n-butanol : asam asetat : air (4 : 1 :5) Larutan sitroborat Kuning Hijau kekuningan 0,36 Tanin n-heksana : etil asetat (3 : 7) FeCl 3 1% Kuning kehitaman Kuning kehitaman 0,94
Tabel 2. Hasil uji viskositas, daya sebar, dan daya lekat gel buah apel
Formula Viskositas (d.Pa.s) Daya sebar (cm) Daya lekat (detik) I 500 2,73±0,10 183,67±7,23 II 350 3,32±0,11 50,30±6,63 III 180 4,13±0,17 8,89±0,64
Gambar 1.  Profil viskositas (a), daya sebar (b), dan daya lekat (c) gel buah apel dengan variasi konsentrasi carbopol dan gliserin dengan metode Simplex Lattice Design.
(B) (C) Y = 500 (A) + 180 (B) + 40 (A) (B) Y = 183.67 (A) + 8.89 (B) – 183.93 (A) (B) Y = 2.73 (A) + 4.13 (B) – 0.47 (A) (B) (A)
Persamaan Simplex Lattice Design Persamaan  Simplex  Lattice  Design dibuat  dengan  menggunakan  program Design Expert untuk  sifat fisik  viskositas, daya sebar, dan daya lekat gel. Gambar 1 menunjukkan  bahwa  semakin  banyak proporsi  carbopol  dan  semakin  sedikit proporsi  gliserin  yang  ditambahkan dalam formula akan menaikkan viskositas  gel,  menurunkan  daya  sebar gel,  dan  menaikkan  daya  lekat  gel buah apel.

## Penetapan Formula Optimum
Berdasarkan  program  didapatkan formula  optimum  yang    diprediksi  dari daerah  optimum  dengan  komposisi carbopol  2,448  g  dan  gliserin  2,552  g. dengan nilai  optimum  prediksi  0.897. Program juga memprediksi untuk respon viskositas  sebesar  340  dPas,  daya  sebar sebesar  3,41  cm,  dan  daya lekat  sebesar 79,13 detik.

## Hasil  Pengujian  Sifat  Fisik  Gel Optimum Buah Apel
Uji  organoleptis  dilakukan  untuk mendeskripsikan    warna,    bau,    dan konsistensi.  Hasil  pengamatan  terhadap uji  organoleptis  gel  optimum  dapat dilihat pada Tabel  3.
Hasil  pengamatan  terhadap  uji homogenitas gel optimum didapatkan gel yang homogen. Semakin baik homogenitas  gel  maka  akan  didapatkan dosis  gel  yang  sama  dan  merata  dalam pemakaiannya.
Uji  pH  dilakukan  agar  dapat diketahui  bahwa  gel  yang  didapat bersifat asam atau basa. Hasil pengamatan  uji  pH  gel  optimum  buah apel  sebesar  4,18.  Nilai  tersebut menunjukkan  bahwa  gel  optimum  buah apel bersifat asam.
Gambar 2. Penentuan formula optimum gel buah apel.
Tabel 3. Hasil organoleptis gel optimum buah apel
Pemeriksaan Pengamatan Warna Coklat Bau Khas Konsistensi Agak kental Tabel 4.  Hasil aktivitas antioksidan dari gel optimum buah apel Sampel IC 50 (ppm) Gel optimum buah apel 151,43±5,97 Ekstrak apel 60,73±1,61 Vitamin C 2,14±0,05

## Aktivitas  Antioksidan  Gel  Optimum Buah Apel
Penelitian  aktivitas  antioksidan  gel buah  apel  dengan  komposisi  carbopol 940  dan gliserin optimum menggunakan metode DPPH. DPPH merupakan senyawa  radikal  bebas  yang  berwarna ungu.  Metode  ini  dipilih  karena  mudah, sederhana, cepat, dan hanya memerlukan sedikit sampel. Menentukan aktivitas antioksidannya, dinyatakan dengan harga IC 50 yang ditentukan secara spektrofotometri  sinar  tampak  pada panjang gelombang maksimum.
Hasil yang didapat dari penelitian ini bahwa aktivitas antioksidan ekstrak buah apel  lebih  baik  dari  pada  gel  optimum buah  apel.  Aktivitas  antioksidan  ekstrak digolongkan aktif dengan harga IC 50 buah apel  sebesar  60,73  ppm,  sedangkan aktivitas  gel  optimum  buah  apel digolongkan  sedang  dengan  harga  IC50 sebesar  151,43  ppm (Tabel  4).  Hal  ini dikarenakan  banyaknya  zat  aktif  yang terkandung  berbeda  antara  zat  aktif dalam  ekstrak  dan  zat  aktif  dalam sediaan  gel.  Konsentrasi  zat  aktif  dalam ekstrak sebesar 100%, sedangkan konsentrasi  zat  aktif  dalam  sediaan  gel sebesar 10%
sehingga aktivitas
antioksidannya  pun  lebih  poten  dalam ekstrak dibanding dalam sediaan gel.

## KESIMPULAN
Pertama,  ekstrak  buah  apel  dapat dibuat  menjadi sediaan  gel.  Kedua, kombinasi optimum antara carbopol 940 dan gliserin sebagai basis pada pembuatan  gel  ekstrak  buah  apel  ( Pyrus malus L.) dengan metode Simplex Lattice Design yaitu  carbopol  sebesar  2.448  g dan  gliserin  sebesar  2.552  g.  Ketiga,  gel buah  apel  ( Pyrus  malus L.)  dengan komposisi  optimum  terhadap  radikal bebas  DPPH  (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) didapatkan  IC 50 gel  buah  apel  sebesar 151,43 ppm.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  2000. Inventarsi  Tanaman  Obat Indonesia.  Jilid  1.  Jakarta:  Departemen Kesehatan dan Kesejahteraan RI.
Manzoor  M.  Anwar  F, Saari  N,  Ashraf  M.
2012. Variations of antioxidant characteristics  and  mineral  contents  in pulp  and  peel  of  different  apple  ( Malus domestica Borkh.) cultivars from Pakistan. Molecules. 17: 390-407.
Hernani M dan Rahardjo M. 2005. Tanaman Berkhasiat Antioksidan. Jakarta: Penebar Swadaya.
Rowe  R,  Sheskey  P,  Waller  P.  2006. Handbook of Pharmaceutical Excipients.
Edisi keempat. Washington DC:
Pharmaceutical  Press  and  American
Pharmacist Associations.
Samee W,  Engkalohakul M,  Nebbua N, Direkrojanavuti  P,  Sornchaithawatwong C,  Kamkaen  N. 2006.  Correlation analysis  between  total  acid,  total phenolic  and  ascorbic  acid  contents  in fruit  extracts  and  their  antioxidant activities. Thai Pharm Health Sci J. 1(3): 196-203.
Voigt  R.  1995. Buku  Pelajaran  Teknologi
Farmasi.  Edisi  V.,  N.  Soesandhi  SN, Widianto  MB.  Penerjemah;  Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press. Terjemahan dari: Lerburch der Pharmaceutischen Technology.