EMULSI ( FARMASI FISIKA)

Emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara termodinamik yang mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur, dimana satu diantaranya didispersikan sebagai bola-bola dalam fase cair lain. Sistem dibuat stabil dengan dengan adanya suatu zat pengemulsi.Diameter partikel dari fase terdispersi umumnya berkisar dari 0,1 – µm, walaupun partikel terkecil 0,01 µm dan sebesar 100µm bukan tidak biasa dalam beberapa sediaan (Martin, A. 1990).

Tipe emulsi, salah satu fase cair dalam suatu emulsi terutama bersifat polar (sebagai contoh : air ), sedangkan lainnya relatif nonpolar ( sebagai contoh : minyak ). Bila fase minyak didispersikan sebagai bola-bola ke seluruh fase kontinu air, sistem tersebut dikenal sebagai suatu emulsi minyak dalam air (o/w). Bila fase minyak bertindak sebagai fase kontinu, emulsi tersebut dikenal  sebagai produk air dalam minyak (w/o). Emulsi obat untuk pemberian oral biasanya dari tipe  o/w dan membutuhkan penggunaan suatu zat pengemulsi o/w. Zat pengemulsi tipe ini termasuk zat sintetik yang aktif pada permukaan dan bersifat nonionik, akasia, (gom), tragacanth, dan gelatin. Tetapi tidak semua emulsi yang dipergunakan termasuk tipe o/w. Makanan tertentu seperti mentega dan beberapa saus salad merupakan emulsi tipe w/o (Lachman,  L. 1994).

Untuk mengetahui proses terbentuknya emulsi di kenal 4 macam teori yang melihat proses terjadinya emulsi dari sudut pandan yang berbeda. Teori tersebut diantaanya :

1.      Teori tegangan permukaan (Surface Tension)

Molekul memiliki daya tarik-menarik antara molekul yang sejenis yang di sebut daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik-menarik antara molekul-molekul yang tidak sejenis, yang disebut daya adesi. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi. Tegangan yang terjadi pada permukaan tersebut dinamakan Tegangan permukaan. Dengan cara yang sama dapat dijelaskan terjadinya terjadinya perbedaan tegangan budan batab 2 cairan yang tidak dapat bercampur( immiscisble liquid). Tegangan yang terjadi antar dua cairan tersebut dinamakan tegangan bidang batas (interfacial tension). Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan semakin sulitnya kedua zat tersebut untuk 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 sabun. Dalam teori ini dikatan bahwa peambahan emulgator akan menurunkan, menghilangkan tegangan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur (Tungadi, R. 2014).

2.      Teori orietasi bentuk biji (orientasi wedge).

Setiap molekul emulgator dibagi menjadi2 kelompok yakni :

a.       Kelompok hidrofilik, yaitu bagian dari emulgator yang suka pada air.

b.      Kelompok lipofilik, yaitu bagian yang suka pada minyak.

Masing-masing kelompok akan bergabung dengan zat cair yang disenanginya. Kelompok hidrofil ke dalam air dan kelompok lipofil kedalam minyak. Dengan demikian emulgator seolah-oleh menjadi tali pengikat antara air dan minyak dan antara kedua kelompok tersebut akan membuat suatu keseimbangan. Setiap jenis emulgator memiliki harga keseimbangan yang bersarnya tidak sama. Harga keseimbangan itu dikenal dengan istilah HLB (hydrophyl lipophyl balance) yaitu angka yang menunjukan perbandingan antara kelompok lipofil dan kelompok hidrofil. Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok yang suka pada air, itu artinya emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya (Rowe. R  2009).

3.  Teori interfacial film

Teori ini mengatakan bahwa emulgator akan di serap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan fil yang akan membungkus partikel fase dispersi. Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. Dengan kata lain fase dipersi menjadi stabil. Untuk memberikan stabilitas maksimum pada emulsi,syarat emulgator yang di pakai adalah :

a.       Dapat membuat lapisan film yang kuat tapi lunak. Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispersi

b.      Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispersi

c.       Dapat membentuk lapisan film denhan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel denhan segera

4.  Teori electrik double layer (lapisan listrik rangkap)

Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan mempunya muatan yang berlawanan dengan lapisan di depannya. Dengan demikian seolah-olah tiap partikel minyak dilindungu oleh 2 batan glapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan mengadakan penggabungan menjadi satu molekul yang besar, karena susunan listrik yang menyekubungi setiap partikel minyak mempunya susunan yang sama. Dengan demikian antara sesama partikelakan tolak-menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah. Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh sala satu dari ketiga cara dibawah ini :

a.         Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan  partikel.

b.        Terjadinnya absorbsi ion oleh partikel dari cairan di sekitarnya

c.         Terjadinya gesekan partikel dengan cairan di sekitarnya

Jenis emulgator

a.       Produk alam, karakternya pada permukaan adalah film multimolekuler.

b.      Zat padat terbagi halus, karakternya pada permukaan adalah solipart.

c.       Surfaktan (anionik, kationik, ionik), semuanya ataupun pada imimnya surfaktan mempunyai harga HLB yang di tetapkan antara 3-6 meghasilkan emulsi A/M, HKB antara 8-18 menghasilkan emulsi M/A.

Kegunaan suatu emulgator ditinjau dari harga HLBnya sebagai berikut (Syamsuni, 2006) :

Harga HLB	Kegunaan
1 – 3 4 – 6 7 – 9 8 – 18 13 – 15 10 – 18	Anti foaming agent Emulgator tipe w/o Bahan pembasah (wetting agent) Emulgator tipe o/w Detergent Kelarutan (solubilizing agent)

     Sistem HLB adalah metode untuk menentukan HLB-butuh suatu bahan dengan menggunakan berbagai bahan pengemulsi standar dengan nilai HLB tertentu sebagai alat bantu

Cara menentukan tipe emulsi :

a.    Metode zat warna

Kedalam emulsi ditambahkan zat warna tertentu, yang larut dalam air atau minyak.

1.    Sudan III               :    Zat warna merah yang larut dalam minyak tetapi tidak larut dalam air.

2.    Methylen blue        :    Zat biru yang larut dalam air tetapi tidak larut dalam minyak

b.    Metode electrical conductivity

Metode ini berdasarkan bahwa air dapat menghantarkan arus listrik sedangkan minyak tidak dapat menghantarkan arus listrik.

c.    Metode pengenceran fase

Setetes emulsi dilihat pada mikroskop dan ditetesi air, bila segera terencerkan makan tipe emulsi adalah M/A dan jika tidak terencerkan maka tipe emulsi adalah A/M.

Ketidakstabilan emulsi :

a.    Floktulasi dan creaming, pemisahan emulsi menjadi beberapa lapisan cairan, masing masing lapisan menjadi fase dispersi yang berbeda.

b.    Cracking atau breaking, merupakan pecahnya emulsi, dan bersifat irreversible.

c.    Infersi fase, berubahnya tipe emulsi minyak dalam air menjadi air dalam minyak atau sebaliknya.

 

                     

Gambar Ketidakstabilan Emulsi

A.    HLB

Tipe suatu emulsi yang dihasilkan bergantung pada sifat emulgator (zat pengemulsi) yang digunakan dalam suatu formula . karakteristik ini dikenal sebagai Hidrophile – Lipophile Balance (HLB). Umumnya masing-masing zat pengemulsi mempunyai suatu bagian hidrofilik dengan salah satu diantaranya lebih atau kurang dominan dalam mempengaruhi dengan cara yang telah diuraikan untuk membentuk tipe emulsi. suatu metode telah dipikirkan dimana zat pengemulsi dan zat aktif permukaan dapat digolongkan susunan kimianya sebagai keseimbangan HLB  nya. Dengan metode ini setiap zat mempunyai harga HLB atau angka yang menunjukan polaritas dari zat tersebut. Walaupun angka tersebut telah ditentukan  sampai kira-kira 40, kisar lazimnya antara 1 dan 20. Bahan-bahan yang sangat polar atau hidrofilik angkanya lebih besar daripada bahan-bahan yang kurang polar dan nlebih lipofilik. umumnya zat aktif permukaan itu mempunyai harga HLB yang ditetapkan antara 3 sampai 6 dan menghasilkan emulsi air-dalam-minhyak. Sedangkan zat-zat yang mempunyai harga HLB  antara 8 sampai 18 menghasilkan emulsi minyak – dalam – air. tipe aktivitas yang diharapkan dari surfaktan dengan harga HLB yang telah ditetapkan terdapat dalam tabel berikut (Martin, Alfred, 1994) :

AKTIVITAS	HLB
ANTIBUSA	1 SAMPAI 3
PENGEMULSI (W/O)	3 SAMPAI 6
ZAT PEMBASAH	7 SAMPAI 9
PENGEMULSI (O/W)	8 SAMPAI 18
PELARUT	15 SAMPAI 20
DETERGEN	13 SAMPAI 15

B.     Stabilitas Emulsi

Umumnya  suatu emulsi dianggap tidak stabil secara fisik jika (Anief, M. 2007):

a.        Fase dalam atau fase terdispersi pada pendiaman cenderung untuk membentuk agregat dari bulatan-bulatan,

b.      Jika bulatan-bulatan atau agregat dari bulatan naik ke permukaan atau turun ke dasar emulsi tersebut akan membentuk suatu lapisan pekat dari fase dalam, dan

c.       jika semua atau sebagian dari cairan fase dalam tidak teremulsikan dan membentuk suatu lapisan yang berbeda pada permukaan atau pada dasar emulsi, yang merupakan hasil dari bergabungnya bulatan-bulatan fase dalam disamping itu suatu emulsi mungkin sangat dipengaruhi oleh kontaminasi dan pertumbuhan mikroba serta perubahan fisika dan kimia lainnya (Anief, M. 2007).

Agregasi atau penggabungan. Agregat dari bulatan fase dalam mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk naik ke permukaan emulsi atau jatuh ke dasar emulsi daripada partikel-partikelnya sendiri. Terjadinya bulatan-bulatan seperti itu disebut “creaming” dari emulsi tersebut dan apabila tidak terjadi penggabungan maka akan merupakan proses yang bolak-balik. Kerusakan yang lebih besar daripada creaming pada suatu emulsi adalah penggabungan bulatan-bulatan fase dalam dan pemisahan fase tersebut menjadi suatu lapisan. Pemisahan fase dalam dari emulsi tersebut disebut “pemecahan” (breaking) emulsi dan emulsinya disebut “pecah” atau “retak” (cracked). Hal ini bersifat reversibel karena lapisan lapisan pelindung di sekitar bulatan-bulatan fase terdispersi tidak ada lagi. Usaha untuk menstabilkan kembali emulsi tersebut dengan pengocokan, dari dua lapisan yang memisah umumnya gagal. Biasanya diperlukan zat pengemulsi tambahan dan pemrosesan kembali dengan mesin yang sesuai untuk dapat memproduksi emulsi kembali. Umumnya harus berhati-hati guna melindungi emulsi terhadap efek dingin dan panas . Apabila terjadi pembekuan kemudian mencair, emulsi akan menjadi kasar dan kadang-kadang pecah. Panas yang berlebihan akan memberikan pengaruh yang sama.

II.2.   Uraian Bahan

1.        Air suling (Dirjen POM : 1979)

Nama Resmi               :    Aqua destillata

Nama Lain                  :    Aquades, air suling

RM\BM                      :    H₂O\18,02

Rumus Molekul          :    H                        H

                                               O

Pemerian                     :    Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa

Penyimpanan              :    Dalam wadah tertutup rapat.

Penggunaan                :    Sebagai fasa cair

2.        Alkohol(Dirjen POM : 1979)

Nama Resmi               :    Aethanolum

Nama Lain                  :    Etanol, alcohol

RM/BM                      :    C₂H₆O / 46,07

RS

                  

Pemerian                     :    Cairantakberwarna, jernih, mudah menguap dan mudah bergerak, bau khas, rasa panas, mudah terbakar dengan memberikan nyala biru yang tidak berasap.

Kelarutan                    :    Sangat mudah larut dalam air, dalam kloroform p, dan dalameter p.

Penyimpanan              :    Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan                   :    Untuk mensterilkan alat

3.   Span 80 (Dirjen POM : 1979)

Nama Resmi               :    Sorbotin Monooleat

Nama lain                   :    Span 80

Rumus Molekul          :   

Pemerian                     :    Larutan berminyak, tidak berwarna, bau karakteristik dari asam lemak

Kelarutan                    :    Praktis tidak larut, tetapi terdispersi dalam air, dapat bercampur dengan alkohol, seidikit larut dalam minyak kapas.

Peyimpanan                :    Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan                   :    Sebagai emulgator tipe minyak

HLB butuh                 :    4,3

4.   Tween 80 (Dirjen POM : 1979)

Nama Resmi               :    Polyoxyethyllene sorbitan monooleate

Nama lain                   :    Tween 20

RM/BM                      :    C₃₂H₆₀O₁₀ / 1310 g/mol

Rumus Molekul          :

Pemerian                     :    Cairan kentalseperti minyak, jernih kuning, bau karakteristik dari asam lemak

Kelarutan                    :    Mudah larut dalam air, dalam etanol 95 % P, dalam etanol P, sukar larut dalam parafin cair P dan dalam minyak biji kapas P.

Peyimpanan                :    Dalam wadah tertutup baik

Kegunaan                   :    Sebagai emulgator tipe air

HLB butuh                 :    15,0

5.    Parafin (Dirjen POM : 1979)

Nama Resmi               :    Paraffinum Liquidum

Nama lain                   :    Parafin cair

Rumus Molekul          :

Pemerian                     :    Cairan kental transparan, tidak berfluoresensi, tidak berwarna, hampr tidak berbau, hampir tidak berasa.

Kelarutan                    :    Tidak larut dalam air dan dalam etanol 95% P, larut dalam kloroform P, dan dalam eter P.

Peyimpanan                :    Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari cahaya

Kegunaan                   :    Sebagai fase minyak

6.    MetilenBiru  (Dirjen POM : 1979)

NamaResmi                :    MethylthioniniChloridum

Nama lain                   :    Birumetilen, Metilenbiru

RM/BM                      :    C₁₆H₁₈CIN₃S.2H₂O / 372,90

Rumus Molekul          :   

Pemerian                     :    Serbuk hablur mengkilat seperti logam atau suram kehijauan tua atau serbuk warna coklat, hamper tidak berbau, dan higroskopik

Kelarutan                    :    Larutdalam 40 bagian air, dalam 110 bagianetanoldandalam 450 kloroform P.

Penyimpanan              :    Dalam wadah tertutup rapat

                Kegunaan                   :    Lautan uji tipe emulsi

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Anief, M. 2007. Farmasetika. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta.

Dirjen POM. 1979. Farmakope Indonesia Edisi Ketiga. Departemen Kesehatan RI: Jakarta.

Jenkins, G.L.1957).Scoville’s;The Art Of Compounding Ninth Edition.   McGraw-Hill Book Company Inc:New York, Toronto.

Jufri. M, 2004. Formulasi Gameksan Dalam Bentuk Mikroemulsi. Departemen Faemasi FMIPA-UI: Depok

Lachman,  L. 1994, “Teori dan Praktek Farmasi Industri”, UI-Press, Jakarta

Martin, A. 2008. Farmasi Fisika Edisi Keempat Jilid II. UI Press : Jakarta

Martin, A. 1990. Farmasi Fisika Edisi Ketiga Jilid I. UI Press : Jakarta

Martin, Alfred, 1994, “Farmasi Fisik”, UI-Press, Jakarta

Rowe,R.C, J.Sheskey, Paul. E Quinn, Marian. 2009. Handbook of Pharmaceutical

Excipients Six The Edition. American: Pharmaceutical Press and American

Voight, R. 1994. Buku Pelajaran Farmasi Edisi V. Gadjah Mada Press: Yogyakarta.