EMULSI
Kompetensi : Menerapkan pembuatan sediaan obat bentuk emulsi
Indikator Pencapaian Kompetensi:
Menjelaskan komponen pembentuk emulsi, HLB dan emulgator,ketidakstabilan emulsi serta pembuatan emulsi
Tujuan Pembelajaran:
- Menjelaskan definisi emulsi
- Mejelaskan komponen pembentuk emulsi
- Memahami tipe emulsi dan mengetahui cara membedakannya
- Menjelaskan macam-macam emulsi berdasarkan sumber bahan dasar dan cara pemakaian
- Menjelaskan teori pembentukan emulsi
- Menjelaskan HLB dan perhitungan HLB
- Menjelaskan macam-macam emulgator
- Mampu membuat prosedur pembuatan emulsi
- Menjelaskan macam-macam ketidakstabilan emulsi
- Mampu memberikan contoh sediaan emulsi di pasaran
- Keuntungan dan kerugian emulsi
Pengantar
Air dan minyak selamanya tidak akan pernah bisa bersatu atau bergabung. Jika digabungkan, maka otomatis keduanya akan memisah kembali. mengapa demikian? karena adanya perbedaan polaritas antara air dan minyak. dimana air bersifat polar dan minyak bersifat non polar. secara alami, senyawa polar akan melarutkan senyawa yang memiliki gugus polar, begitu juga sebaliknya. senyawa non polar hanya akan melarutkan senyawa non polar juga.
Sediaan emulsi merupakan salah satu bentuk teknologi melalui sediaan semipadat atau semi cair yang terdiri dari 2 fase yaitu fase minyak dan air, dibuat dengan tujuan untuk memudahkan pasien dalam mengkonsumsi atau menggunakannya. Sediaannya bisa berupa sediaan oral yang biasa diminum seperti scotts emulsion ataupun sediaan topikal seperti lotion, krim dan salep .
Definisi emulsi
Emulsi adalah sediaan yang mengandung bahan obat cair atau larutan obat, terdispersi dalam cairan pembawa, distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfaktan yang cocok.(Anief, 2000)
Emulsi adalah suatu dispersi dimana fase terdispersi terdiri dari bulatan kecil yang terdistribusi ke seluruh pembawa yang tidak tercampur. (Ansel,2005)
Emulsi adalah suatu campuran yang tidak stabil secara termodinamika yang terdiri dari 2 cairan yang tidak saling bercampur.(Lachman)
Emulsi adalah sistem 2 fase yang salah satu cairannya terdispersi ke dalam cairan yang lain dalam bentuk tetesan kecil. (Farmakope Indonesia Ed. IV)
Emulsi adalah sediaan berupa campuran yang terdiri dari 2 fase cairan dalam sistem dispersi fase cairan yang satu terdispesi sangat halus dan merata dalam fase cairan lainnya, umumnya dimantapkan oleh zat pengemulsi. (Formularium,1978)
Jadi, emulsi adalah suatu sediaan yang terdiri dari 2 fase cairan yang tidak saling bercampur yang terdispersi dalam cairan yang lain dan bersifat tidak stabil secara termodinamika, biasanya terdiri dari fase minyak dan air.
Emulsi dapat distabilkan dengan penambahan bahan pengemulsi atau emulgator yang mencegah koalesensi, yaitu penyatuan tetesan kecil menjadi tetesan besar dan akhirnya menjadi 1 fase tunggal yang memisah.
Komponen pembentuk emulsi
a. Bahan dasar/bahan aktif
Merupakan fase emulsi yang terdiri atas :
Fase dispers (Fase dalam/fase diskontinyu) yaitu zat cair yang terbagi-bagi atau fase yang terdispersi menjadi butiran kecil ke dalam zat cair lain.
Fase Kontinyu (fase dalam) adalah zat cair(medium dispersi) yang berfungsi sebagai bahan dasar/pendukung dari emulsi.
b. Zat tambahan,meliputi:
Corrigen colouris (pewarna) berfungsi untuk memperbaiki warna obat
sebagian besar emulsi berwarna putih atau kuning dan gelap. Dikarenakan karena adanya perbedaan refleksi cahaya yang diberikan oleh minyak dan air, juga karena larutan gelap atau suspensi dari emulgator yang juga berwarna gelap.
Corrigen saporis, berfungsi untuk memperbaiki rasa obat.
contoh : sirup
Corrigen Odoris, berfungsi untuk memperbaiki bau obat.
contoh : minyak atsiri
Pengawet(preservatif) sebagai antibakteri
Tipe emulsi dan cara membedakannya
Tipe emulsi
1. a/m (w/o)
Fase dispers/dalam adalah air
Fase kontinyu/luar adalah minyak
2. m/a (o/w)
Fase dispers/dalam adalah minyak
Fase kontinyu/luar adalah air
Cara membedakan tipe emulsi
Pengenceran
Suatu emulsi akan mudah diencerkan dengan fase/kontinyu dari bahan pembentuk emulsi tersebut
Emulsi tipe A/M akan mudah diencerkan dengan minyak
Emulsi M/A akan mudah diencerkan dengan air
Konduktifitas listrik
Emulsi dimana fase kontinyu adalah cair dapat dianggap memiliki konduktifitas yang tinggi dibanding emulsi, dimana fase kontinyunya adalah minyak. Berdasarkan ketika sepasang elektroda dihubungkan dengan sebuah lampu dan sumber listrik.
Pewarnaan/pengecatan
Emulsi tipe A/M akan berwarna merah bila pada emulsi tersebut diberi larutan Sudan III
Emulsi tipe M/A akan berwarna biru bila pada emulsi tersebut diberi larutan Metilen Blue
Uji arah creaming
Creaming adalah pemisahan antara 2 fase. jika arah creamingnya ke bawah , maka tipe emulsi yang terbentuk adalah air dalam minyak. tetapi arah creamingnya ke atas maka tipe emulsi yang terbentuk adalah minyak dalam air.
Uji kertas saring/COCl2
Kertas saring ysng dijenuhkan dengan COCl2 dan dikeringkan(biru) akan berubah menjadi merah muda bila emulsi yang terbentuk adalah minyak dalam air ditambahkan.
Macam-macam emulsi
Berdasarkan bahan dasarnya
Emulsi alam (Emulsi Vera)
Emulsi Buatan (Spuria)
Berdasarkan cara pemakaiannya
a. Emulsi yang dipakai secara peroral, biasanya dipakai tipe M/A
dimaksudkan pemberian obat harus diminum dengan rasa yang enak
b. Emulsi yang dipakai sebagai obat luar, biasanya dipakai tipe A/M atau M/A,
tergantung pada sifat atau zat terapeutik yang akan masuk ke emulsi tersebut, efek emolient atau pelembut jaringan dari preparat atau permukaan kulit.
Teori Pembentukan Emulsi Emulsifikasi)
Teori Tegangan Permukaan (Surface Tension)
Molekul memiliki 2 jenis gaya tarik menarik, yaitu gaya kohesi (gaya tarik menarik antar molekul yang sejenis) dan gaya adhesi (gaya tarik menarik antar molekul yang tidak sejenis)
Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatuzat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan gaya kohesi. Tegangan yang terjadi pada permukaan tersebut disebut tegangan permukaan.
Tegangan permukaan diakibatkan karena bertemunya 2 cairan yang tidak saling bercampur/tidak bisa larut, masing-masing cairan menahan untuk pecah menjadi patikel yang lebih kecil.
Dengan cara yang sama dapat dijelaskan terjadinya perbedaan tegangan bidan batas antara dua cairan yang tidak saling bercampur (immicible liquid). Tegangan yang terjadi antara dua cairan tersebut disebut tegangan bidang batas (interfacial tension).
Prinsipnya, semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang permukaan, kedua zat cair tersebut semakin sulit untuk saling bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu antara lain sapo/sabun sebagai emulgator.
Teori ini menyatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan tegangan yang terjadi pada bidang batas sehingga kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur.
Teori Lapisan Antarmuka (teori plastik)
Teori ini menjelaskan bahwa emulgator melapisi fase dalam sebagai suatu lapisan tipis/film yang diabsorbsi pada permukaan tetesan tersebut. Lapisan tersebut mencegah kontak dan bersatunya fase terdispersi (dalam). Makin kuat dan lunak lapisan tersebut akan makin besar dan stabil emulsinya.
dengan kata lain, bahwa emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispersi. Terbungkusnya partikel tersebut, menyebabkan usaha antar partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. dengan demikian , fase dispersi menjadi stabil. Agar stabilitas emulsi maksimal, emulgator harus memenuhi persyaratan berikut :
- Dapat membentuk lapisan yang kuat namun lunak
- Jumlahnya cukup untuk menutupi semua permukaan partikel fase dispersi
- Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera
Teori Electric Double Layer (Lapisan Listrik Ganda)
Jika minyak terdispersi ke dalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan berlawanan dengan lapisan di depannya. Dengan demikian, tiap partikel minyak seolah-olah dilindungi oleh dua benteng lapisan dengan muatan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan mengadakan penggabungan menjadi satu molekul yang besar karena susunan yang sama. Dengan demikian, antara sesama partikel akan saling tolak menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah.
Teori Orientasi Bentuk Baji (Oriented Wedge)
Teori ini menjelaskan fenomena terbentuknya emulsi berdasarkan adanya kelarutan selektif dari bagian molekul emulgator; ada bagian yang suka air atau mudah larut dalam air dan ada molekul yang suka minyak atau mudah larut dalam minyak. Setiap molekul emulgator dibagi menjadi 2 :
- Kelompok hidrofilik, yaitu bagian emulgator yang suka air
- Kelompok lipofilik, yaitu bagian emulgato yang suka minyak
Masing-masing kelompok akan bergabung dengan zat cair yang disukainya. Kelomok hidrofil ke dalam air dan kelompok lipofil ke dalam minyak. Dengan demikian, emulgator seolah-olah menjadi tali pengikat antara minyak dan air, antara kedua kelomok tersebut akan membuat suatu kesetimbangan.
Salah satu bahan pembantu yang digunakan untuk membuat emulsi adalah bahan pengemulsi. \Emulsifier atau zat pengemulsi adalah senyawa organik yang memiliki dua gugus, baik polar maupun non polar sehingga kedua zat tersebut dapat bercampur .Bahan pengemulsi untuk menstabilkan bahan atau zat aktif terlarut dalam air atau minyak yang diemulsikan dalam hal ini, HLB memegang peranan penting.
Sistem HLB
HLB ( Hydrophylic-Lypophylic Balance) atau Keseimbangan hidrofilik dan lipofilik adalah angka yang menunjukan sistem dua fase yang diemulsikan. HLB digunakan untuk mengukur efsiensi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB surfaktannya, maka semakin tinggi nilai kepolarannya. Agar emulsi menjadi baik maka diperlukan nilai HLB yang cocok. Untuk membuat emulsi yang stabil, zat pengemulsi (emulsifier) yang dipilih harus mempunyai harga HLB untuk minyak mineral tergantung, tergantung dari tipe emulsi yang diinginkan. Jika perlu dua atau lebih zat pengemulsi dapat dikombinasikan untuk mencapai harga HLB yang tepat.
|
Harga HLB |
Kegunaan |
|
1-3 |
Antifoaming
agent (anti busa) |
|
4-6 |
Emulgator
tipe a/m |
|
7-9 |
Wetting agent
(bahan pembasah) |
|
8-18 |
Emulgator tipe
m/a |
|
13-15 |
Deterjen |
|
10-18 |
Solubilizing
agent (kelarutan) |
Harga HLB dan kegunaannya
Perhitungan HLB
Rumus yang digunakan untuk menghitung campuran dan atau komosisi emulgator terkait dengan harga HLB:
Rumus 1
Keterangan:
x = Harga HLB yang diminta (HLB butuh)a = Harga HLB tinggib = Harga HLB rendah
Rumus 2
(B1 X HLB1)+ (B2 X HLB2) = Bcampuran x HLB campuran
Keterangan :
B = Berat emulgator campuran A dan B
B1 = Berat emulgator A
B2 = Berat emulgator B
Contoh Soal:
HLB 1,8 – 8, 6 à Lipofil à tipe a/m
HLB 9,6 – 16,7 à Lipofil à tipe m/a
Contoh :
R/ Tween 80 70% , HLB = 15
Span 80 30% , HLB = 4,3
Jawab :
Tween 80 70/100 x 15
= 10.5
Span 80 30/100 x 4,3
= 1,3
Maka, HLB
campuran adalah 10,5 + 1,3 = 11,8
Untuk membuat 100 mL emulsi tipe a/m dengan berat campuran emulgator 12 g serta terdiri dari emulgator dari zat R (HLB = 6) beratnya 7 g dan emulgator zat Q (HLB=8) beratnya 5 g. Hitung HLB emulgator campuran!
Jawab :
Dik:
Berat emulgator dari zat R beratnya 7 g, HLB = 6
Berat emulgator dari zat Q beratnya 5 g, HLB = 8
= (Bzat R X HLBR) + (HLBzat Q X HLBQ) = Bcampuran x HLB campuran
= ( 7 x 6 ) + (5 x 8) = 12 g x HLB campuran
HLB campuran = (42 + 40) / 12
HLB campuran = 6,8
Maka HLB campuran adalah 6,8
Untuk membuat 50 mL emulsi dibutuhkan emulgator sebanyak 5 g yang terdiri dari campuran tween 20 (HLB=16,7) dan span 60 (HLB=4,7) dengan perbandingan 1:4. Berapa HLB campurannya?
Jawab:
Berat emulgator campuran : 5 g
Berat emulgator tween 20 beratnya 1 g, HLB = 16,7
Berat emulgator span 60 beratnya 4 g, HLB = 4,7
Dit : Nilai HLB campuran ?
Penyelesaian
HLB campuran = (16,7 + 18,8) / 5
HLB campuran = 7,1
Maka HLB campuran adalah 7,1
Emulgator
Definisi
Emulgator adalah bahan aktif permukaan yang menurunkan tegangan antarmuka antara minyak dan air dan mengelilingi tetesan terdispersi dengan membentuk lapisan yang kuat untuk mencegah koalesensi dan pemisahan fase terdispersi. (Parrot, 1970)
Emulgator adalah bahan pengemulsi yang ditambahkan untuk mencegah koalesensi sampai pada tingkat yang tidak nyata. (RPS, 2009)
Emulgator adalah zat pengemulsi dan penstabil untuk sistem farmasi (Ansel. 1989)
Penambahan bahan emulgator dimaksudkan agar emulsi menjadi stabil.
Macam - Macam Emulgator
1. Berdasarkan asal bahannya:
Emulgator dari alam
Biasanya tipe minyak dalam air (m/o) dan termasuk dalam jenis karbohidrat. Memiliki sifat yang sangat peka terhadap elektrolit, alkohol kadar tinggi, dan dapat dirusak oleh bakteri sehingga pada pembuatan emulsi yang menggunakan emulgator ini harus menggunakan pengawet. Terdiri dari :
- Tumbuhan , seperti : gom/akasia, tragakan , chondrus
- Hewan, seperti : adaps lanae, kuning telur, casein, gelatin, kolesterol
- Mineral, seperti : Magnesium, aluminium silikat/vegum, bentonit
- Sabun, umumnya untuk emulgator pada obat luar. contohnya sabun kalium (m/a) dan sabun kalsium (a/m)
- Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80
- Span 20, Span 60, dan Span 80
2. Berdasarkan mekanisme kerjanya
- Lapisan monomolekul
- Lapisan multimolekul
- Lapisan partikel padat
3. Berdasarkan kategori muatan
- Anionik. Contoh emulgator ini adalah sabun kalium dan natrium lauril sulfat
- Kationik. Contohnya ammonium kuartener, yaitu benzalkonium klorida
- Non ionik. Contohnya Tween dan Span
- Amfoter. Contohnya : Protein dan lesitin
Kerja emulgator adalah:
- Menurunkan tegangan antar muka
- Mengurangi gaya tolak antar cairan
- Mengurangi gaya tark menarik antar molekul dari masing-masing cairan
Faktor yang harus diperhatikan dalam pembuatan emulsi
- Suhu : Tegangan permukaan turun dengan naiknya suhu, yaitu naiknya energi kinetik dari molekul tersebut
- Zat terlarut : Tegangan permukaan akan bertambah dengan penambahan zat terlarut
- Surfaktan : Tegangan permukaan akan turun dengan penambahan surfaktan
- Jenis cairan : Cairan yang memiliki gaya tarik molekul besar, maka tegangan permukaan juga besar, contoh air. sebaliknya, jika gaya tarik molekul kecil, maka tegangan permukaan juga kecil.
- Konsentrasi zat terlarut : Zat terlarut yang ditambahkan ke dalam larutan akan menurunkan tegangan permukaan
Metode Pembuatan Emulsi
Emulsi dapat dibuat dengan berbagai cara , tergantung dari sifat komponen dan alat yang digunakan.
1. Metode Gom kering (Metode kontinental)
dalam metode ini, zat yang biasa digunakan adalah PGA. Emulgator dicampur minyak terlebih dahulu dalam mortir dengan permukaan dalam kasar untuk menjamin penggilingan dan pengurangan ukuran bulatan minyak. Setelah gom dan minyak dicampur, tambahkan air untuk pembentukan korpus emulsi, kemudian diencerkan dengan sisa air yang tersedia.
Cara ini dikenal dengan Metode Boudrimont, yaitu untuk pembentukan emulsi awal yang terdiri dari: 10 bagian minyak + 5 bagian PGA + air 1,5xPGA --> diencerkan dengan sisa air
2. Metode Gom basah ( Metode inggris)
Dengan metode ini, zat pengemulsi ditambahkan ke dalam air agar membentuk mucilago, lalu minyaknya ditambahkan perlahan-lahan sehingga terbentuk emulsi, baru kemudian diencerkan dengan sisa air. Cara ini cocok untuk emulgator kuning telur, chondrus, dan derivat selulosa.
3. Metode botol (Metode botol forbes)
Metode ini digunakan untuk membuat minyak atsiri dan minyak yang mempunyai viskositas rendah (kurang kental). Serbuk gom dimasukkan ke dalam botol kering, kemudian ditambahkan dua bagian air, lalu campuran tersebut dikocok kuat dalam botol tertutup. Suatu volume air yang sama dengan minyak kemudian ditambahkan sedikit-sedikit sambil terus dikocok tiap kali ditambahkan sisa air.
4. Metode beker
Metode ini digunakan jika menggunakan 2 jenis emulgator (ada yang larut dalam air dan ada yang larut dalam minyak).
Masing-masing emulgator dimasukkan dalam 2 beker yang terpisah di atas water bath dan dipanaskan sampai suhu 70
Fenomena ketidakstabilan emulsi
Ketidakstabilan emulsi dapat digolongkan:
1. Flokulasi dan creaming
Creaming merupakan hasil dari flokulasi dan konsentrasi gumpalan fase internal, sehingga menyebabkan pemisahan fase internal. Bersifat reversible, artinya mudah terdispersi kembali.
Creaming merupakan peristiwa memisahnya emulsi menjadi 2 bagian, dengan salah satu bagian mengandung lebih banyak fase dispersi daripada bagian yang lain. Hal ini disebabkan karena homogenitas emulsi ketika formulasi kurang tetapi bisa diatasi dengan penggojokan ringan (reversibel).
2. Koalesense dan breaking
Pemisahan fase dispers dari emulsi disebut breaking (pemecahan emulsi), emulsi yang pecah (cracked). breaking bersifat irreversible (tidak dapat balik). Lapisan film yang mengelilingi partikel telah hancur dan minyak cenderung menyatu (koalesensi) sehingga tidak terdispersi. Faktor yang meningkatkan koalesensi adalah ukuran partikel yang tidak sama, viskositas dan perbandingan volume.
3. Inverse
Adalah peristiwa penggabungan dua atau lebih tetesan minyak dan membentuk suatu tetesan baru yang lebih besar.
Cara membedakan sediaan yang stabil dan yang mengalami kerusakan
Dapat dilakukan dengan berbagai cara pengujian tertentu ataupun pengamatan secara visual. kerusakan secara visual dapat dilihat melalui pengamatan dan ditandai dengan terbentuknya flokulasi, creaming, koalesens, dan demulsifikasi.
Edukasi untuk konsumen
Konsumen perlu tahu bagaimana cara penggunaan dan penyimpanan obat sediaan emulsi. dilakukan pengecekan visual sediaan emulsi dan tanggal kadaluarsa. Dan untuk penggunaan, pengocokan terlebih dahulu untuk menjamin fase dalam terdistribusi merata di dalam fase pembawa.
Untuk penyimpanannya,disimpan di dalam wadah/botol tertutup rapat, simpan di tempat sejuk.
Keuntungan dan kerugian emulsi
Keuntungan :
- Bahan obat yang mempunyai rasa atau bau tidak menyenangkan dapat dibuat lebih enak jika diformulasikan menjadi emulsi
- Beberapa obat lebih mudah diabsrobsi jika diberikan secara oral dalam bentuk emulsi
- Mudah diberikan pada pasien anak-anak
- Emulsi mempunyai derajat elegansi tertentu dan mudah dicuci jika diinginkan
- Bisa mempertahankan kestabilan obat yang larut dalam minyak
- Sediaan topikal, seperti salep mudah dicuci dicuci
- untuk pemberian secara intravena, sediaan berlemak akan lebih mudah dalam bentuk emulsi
- Untuk efek emolien atau pelembab bisa diperpanjang atau dipertahankan jika dibandingkan dengan sediaan air
Kerugian :
- Tingkat kesulitan dalam hal pembuatan dan memerlukan teknik pemrosesan
- Sulit diformulasikan karena harus bercampur 2 fase yang tidak saling bercampur
- Mudah ditumbuhi mikroba
- Tidak stabil secara termodinamika
- Jika perubahan ditentukan tetesan akan bergabung menjadi satu dengan cepat
- Biasanya 1 fase akan bertahan dalam bentuk tetesan
Konsistensi emulsi sangat beragam mulai dari cairan yang mudah dituang hingga krim setengah padat
Definisi Istilah
Koalesens adalah proses penggabungan globul-globul menjadi lebih besar
Daftar Pustaka