Cis-acting
Cis-acting berarti "aksi dari molekul yang sama".
Dalam konteks pengaturan transkripsi, cis-acting element biasanya berupa urutan DNA, yang bersama-sama dengan faktor transkripsi ataupun trans-acting element lain, mengatur ekspresi gen di dalam kromosom yang sama. "Operator" pada lac-operon adalah contoh dari cis-acting element. Urutan DNA ini diikat oleh represor yang mencegah transkripsi dari gen-gen di sebelahnya. Operon lac dengan demikian "act in cis" dlam pengaturan gen-gen tersebut (dan operator itu sendiri tidak mengkode protein atau RNA apapun).
Trans-acting
Trans-acting berarti "aksi dari molekul yang berbeda".
Dalam konteks pengaturan transkripsi, trans-acting element biasanya merupakan urutan DNA yang mengandung gen. Gen ini mengkode protein (atau bisa juga microRNA atau molekul lain) yang akan digunakan untuk mengatur gen target lain. Trans-acting element bekerja melalui perantara protein atau RNA yang dikodenya untuk memengaruhi gen target (sebagai pembanding, cis-acting element tidak mengkode protein ataupun RNA). Trans-acting element dan protein/RNA yang dikodenya dengan demikian "act in trans" pada gen target tersebut.
Cis-acting elemen - sekuens DNA di sekitar bagian struktural gen yang diperlukan untuk ekspresi gen
Seperti yang telah kita sebutkan beberapa gen ditranskripsi tampaknya terkoordinasi. Sebagai contoh, anggota yang berbeda dari protein penyimpanan atau keluarga fotosintetik protein disajikan pada saat yang sama dalam pembangunan. Gen ini memiliki kesamaan urutan modul yang mengontrol koordinat regulasi. Modul ini disebut elemen respon. Elemen ini kelas elemen cis-acting.
Fitur Elemen Respon
• berisi urutan konsensus pendek
• modul terkait tetapi tidak identik
• tidak tetap di lokasi tetapi biasanya dalam waktu 200 pb hulu dari awal transkripsi
• satu elemen biasanya cukup untuk memberi respon regulasi
• dapat ditemukan dalam promotor atau pemicu
• diasumsikan bahwa protein spesifik mengikat unsur dan keberadaan protein yang perkembangannya diatur
-Bertindak faktor Trans - faktor, biasanya dianggap protein, yang mengikat ke-bertindak urutan cis untuk mengendalikan ekspresi gen
Kami belum membahas faktor-faktor trans-acting belum. Apa adalah beberapa sifat faktor trans-acting berbeda:
• subunit RNA polimerase
• mengikat RNA Polymerase untuk menstabilkan kompleks inisiasi
• mengikat untuk semua promotor pada sekuens tertentu tetapi tidak untuk RNA Polymerase (faktor TFIID yang mengikat ke kotak TATA)
• mengikat ke beberapa promotor dan diperlukan untuk inisiasi transkripsi, ini adalah regulator positif dari ekspresi gen
Faktor-faktor yang mengikat untuk urutan modul konsensus mengikat bisa untuk setiap promotor yang berisi urutan. Mengikat beberapa faktor, misalnya, faktor trans-acting beberapa masing-masing dengan salah satu dari empat sifat yang disebutkan di atas, mungkin penting untuk inisiasi transkripsi. Enhancer, yang biasanya memiliki konsensus 72 bp urutan ulangi, memiliki situs untuk faktor trans-acting ganda untuk mengikat. Jadi gen dengan enhancer mungkin memerlukan beberapa kompleks yang akan dibangun untuk ekspresi gen yang akan dimulai.
Fungsi Dari Faktor Transkripsi
• mengenali urutan DNA target
• berinteraksi dengan faktor-faktor transkripsi lain
Faktor-faktor ini trans-acting dapat mengendalikan ekspresi gen dalam beberapa cara:
• faktor yang dapat dinyatakan dalam cara jaringan tertentu (peraturan spasial)
• faktor yang dapat dinyatakan dalam pada waktu tertentu dalam pembangunan (peraturan temporal)
• Faktor mungkin memerlukan modifikasi (fosforilasi)
• faktor yang dapat diaktifkan oleh ligan mengikat
• mungkin faktor diasingkan sampai sinyal lingkungan yang memadai memungkinkan untuk berinteraksi dengan DNA nuklir
Setiap faktor transkripsi memiliki motif yang khas. Motif-motif ini adalah struktur pendek yang terdiri dari hanya sebagian kecil dari protein. Motif ini digunakan untuk menentukan kelas khusus faktor trans-acting. Berikut ini adalah contoh-contoh spesifik faktor trans-akting, masing-masing dengan motif pasti dan spesifik.
• steroid reseptor
• seng jari protein - Zn + + mengikat di situs tertentu
• leusin ritsleting protein - leusin muncul setiap tujuh asam amino di daerah protein
Sekarang kita perlu melihat bagaimana eksperimen yang dilakukan yang menentukan bahwa faktor mengikat trans-acting ke promotor atau penambah. Teknik prinsip ini disebut assay keterbelakangan gel. Prinsip menggarisbawahi prosedur ini adalah bahwa molekul DNA menunjukkan mobilitas yang lambat ketika terikat oleh protein daripada ketika telanjang. Percobaan ini dilakukan pada gel poliakrilamid bawah kondisi ionik rendah.
Langkah assay keterbelakangan gel
1. Mengidentifikasi wilayah promotor bunga.
2. Membuat protein nuklir ekstrak kasar dari tahap perkembangan bahwa gen dari bunga
3. diungkapkan.
4. Campur fragmen promotor kepentingan dengan ekstrak kasar.
5. Jalankan contoh berikut:
o a. free promotor fragmen
o b. promotor fragmen + campuran ekstrak kasar
o c. ekstrak kasar + pesaing + fragmen promotor
Di bidang biologi molekular , cis-akting, secara umum, berarti "bertindak dari yang sama molekul "(yaitu, intramolekul ). Ini mungkin dianggap sebagai kebalikan dari trans-akting , yang, secara umum, berarti "bertindak dari molekul yang berbeda" (yaitu, antarmolekul ).
Dalam konteks transkripsi regulasi, elemen cis-acting biasanya dianggap DNA urutan itu, melalui faktor transkripsi atau elemen trans-acting lain atau faktor-faktor, mengatur ekspresi dari gen yang sama pada kromosom . [1] The "operator" dalam yang operon lac adalah contoh dari akting regulasi urutan-cis. Ini urutan DNA terikat oleh represor lac , yang, pada gilirannya, mencegah transkripsi dari gen yang berdekatan pada molekul DNA yang sama. Operator lac, sehingga dianggap "bertindak cis" pada regulasi gen di dekatnya. Operator sendiri tidak kode untuk setiap protein atau RNA .
Di bidang biologi molekular , trans-acting (trans-peraturan, trans-peraturan), secara umum, berarti "bertindak dari molekul yang berbeda" (yaitu, antarmolekul ). Ini mungkin dianggap sebagai kebalikan dari cis-acting (cis-peraturan, cis-peraturan), yang, secara umum, berarti "bertindak dari molekul yang sama" (yaitu, intramolekul ).
Dalam konteks transkripsi regulasi, sebuah acting elemen trans biasanya merupakan DNA urutan yang berisi gen . Ini kode gen untuk protein (atau microRNA atau molekul diffusible lainnya) yang akan digunakan dalam peraturan lain gen target. [1] The-bertindak gen trans mungkin pada sama kromosom dengan gen target, namun kegiatan tersebut adalah melalui protein perantara atau RNA yang encode. Cis-akting elemen, di sisi lain, jangan kode untuk protein atau RNA. Baik gen trans-acting, dan protein / RNA yang encode dikatakan "bertindak di trans" dalam gen target.
A-peraturan elemen cis atau cis-elemen adalah wilayah DNA atau RNA yang mengatur ekspresi gen terletak di bahwa molekul DNA yang sama (sering kromosom ). Istilah ini dibangun dari bahasa Latin cis kata, yang berarti "pada sisi yang sama sebagai". Peraturan ini-elemen cis sering situs pengikatan untuk satu atau lebih -akting faktor trans . Sebuah cis-elemen mungkin terletak 5 'dengan urutan pengkodean gen ini mengontrol (di daerah promoter atau lebih hulu), dalam intron , atau 3 'untuk gen coding urutan, baik di daerah atau untranscribed diterjemah.
Sebaliknya, peraturan-elemen trans adalah faktor diffusible, biasanya protein, yang dapat memodifikasi ekspresi gen jauh dari gen yang awalnya ditranskrip untuk menciptakan mereka. Misalnya, faktor transkripsi yang mengatur gen di kromosom 6 mungkin sendiri telah ditranskripsi dari gen pada kromosom 11 . Istilah ini dibangun dari bahasa Latin trans akar, yang berarti "di seberang".
Untuk meringkas, elemen cis-peraturan yang hadir pada molekul DNA yang sama dengan gen tersebut mengatur bahwa unsur-unsur trans-peraturan dapat mengatur gen jauh dari gen dari yang mereka ditranskrip.
Kami menyelidiki cis-acting elemen dan trans-acting protein yang dibutuhkan untuk penghambatan transkripsional dari horomone gonadotropin-releasing (GnRH) gen oleh human chorionic gonadotropin (hCG) dalam GT1-7 neuron. Transien transfeksi dari GT1-7 neuron dengan daerah 5'-mengapit dari tikus GnRH fusi gen-luciferase konstruksi mengungkapkan bahwa sepasang 53-basa (pb) urutan antara -126 dan -73 bp diperlukan untuk menghambat hCG. Nuklir ekstrak dari GT1-7 neuron mengandung 110 - dan 95-kDa protein yang membentuk dua kompleks dengan urutan 53-bp. Protein ini tidak berhubungan dengan Fos, protein respon cAMP elemen-mengikat, Oktober-1, atau reseptor progesteron, dan hCG pengobatan selektif meningkatkan protein 95-kDa. DNase Saya footprinting dengan GT1-7 sel nuklir ekstrak dilindungi wilayah -99 ke-79-bp, yang berisi tidak sempurna disebut AP-1 situs (-99 ke -94 bp) dan dua sekuens palindromic AT-kaya (-91 untuk bp -87 dan -85 untuk -81 bp). The mutagenesis daerah AT-kaya, tetapi bukan AP-1 situs, mengakibatkan hilangnya DNA mengikat protein 95-kDa dan efek penghambatan hCG. Secara ringkas, hasil kami konsisten dengan hCG mendorong sebuah-bertindak-kDa protein trans 95, yang mengikat -91 - bp AT-kaya urutan-81-untuk di-mengapit wilayah 5'menghambat transkripsi gen GnRH.
The decapeptide hipotalamus, hormon gonadotropin releasing (GnRH), 1 memainkan peran sentral dalam reproduksi dengan mengontrol sintesis dan pelepasan luteinizing hormon (LH) dan follicle-stimulating hormone dari hipofisis anterior (, 1 , 2 ). Sintesis dan pelepasan GnRH itu sendiri adalah subyek dengan peraturan oleh berbagai agen ( 3 , 4 ). Studi-studi di neuron GnRH hipotalamus terhambat oleh kenyataan bahwa mereka hadir dalam jumlah kecil dan panen mereka dalam jumlah yang diperlukan untuk kebanyakan studi sangat sulit ( 5-7 ). Pengembangan diabadikan GnRH mengandung GT1-7 neuron oleh oncogenesis ditargetkan telah memungkinkan peneliti untuk membuat kemajuan pesat dalam memahami mekanisme regulasi dalam sintesis dan pelepasan GnRH ( 8 , 9 ). Salah satu kemajuan adalah bahwa GT1-7 neuron telah terbukti mengandung LH fungsional / human chorionic gonadotropin (hCG) reseptor ( 10 , 11 ), dan reseptor-reseptor ini diperlukan untuk menghambat transkripsional gen GnRH oleh hCG eksogen dalam dosis- dan waktu-bergantung dan secara spesifik hormon ( 10 ). Temuan ini mendukung kemungkinan adanya mekanisme feedback loop pendek pertama diusulkan 30 tahun yang lalu, dalam sintesis dan pelepasan LH ( 12 ). Perlakuan GT1-7 neuron dengan hCG di bawah kondisi yang menghambat sintesis GnRH, mengaktifkan protein kinase A, meningkatkan sintesis protein baru, meningkatkan kadar protein respon cAMP terfosforilasi elemen-mengikat (CREB) dan c-Fos dan c -Juni protein, dan penurunan tingkat reseptor GnRH ( 13 , 14 ). Penelitian ini difokuskan pada menyelidiki cis-acting elemen dan trans-acting protein yang dibutuhkan untuk transkripsional penghambatan gen GnRH oleh hCG dalam GT1-7 neuron.
Rabu, 18 Mei 2011
esterifikasi
Reaksi Pengesteran (Esterifikasi)
Kata Kunci: alkohol, asam karboksilat, ester, esterifikasi, reaksi
Ditulis oleh Jim Clark pada 28-10-2007
Halaman ini membahas tentang reaksi pengesteran (esterifikasi) – utamanya reaksi antara alkohol dengan asam karboksilat untuk membuat ester. Disini juga dibahas secara ringkas tentang pembuatan ester dari reaksi-reaksi antara asil klorida (klorida asam) dengan alkohol, dan dari reaksi antara anhidrida asam dengan alkohol.
Pengertian ester
Ester diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus -COOH, dan pada sebuah ester hidrogen di gugus ini digantikan oleh sebuah gugus hidrokarbon dari beberapa jenis. Disini kita hanya akan melihat kasus-kasus dimana hidrogen pada gugus -COOH digantikan oleh sebuah gugus alkil, meskipun tidak jauh beda jika diganti dengan sebuah gugus aril (yang berdasarkan pada sebuah cincin benzen).
Contoh ester umum – etil etanoat
Ester yang paling umum dibahas adalah etil etanoat. Dalam hal ini, hidrogen pada gugus -COOH telah digantikan oleh sebuah gugus etil. Rumus struktur etil etanoat adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa ester diberi nama tidak sesuai dengan urutan penulisan rumus strukturnya, tapi kebalikannya. Kata "etanoat" berasal dari asam etanoat. Kata "etil" berasal dari gugus etil pada bagian ujung.
Contoh ester yang lain
Pada setiap contoh berikut, pastikan bahwa anda bisa mengerti bagaimana hubungan antara nama dan rumus strukturnya.
Perhatikan bahwa asam diberi nama dengan cara menghitung jumlah total atom karbon dalam rantai – termasuk yang terdapat pada gugus -COOH. Misalnya, CH3CH2COOH disebut asam propanoat, dan CH3CH2COO disebut gugus propanoat.
Pembuatan ester dari asam karboksilat dan alkohol
Sifat kimiawi reaksi
Ester dihasilkan apabila asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol dengan bantuan katalis asam. Katalis ini biasanya adalah asam sulfat pekat. Terkadang juga digunakan gas hidrogen klorida kering, tetapi katalis-katalis ini cenderung melibatkan ester-ester aromatik (yakni ester yang mengandung sebuah cincin benzen).
Reaksi esterifikasi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel). Persamaan untuk reaksi antara sebuah asam RCOOH dengan sebuah alkohol R’OH (dimana R dan R’ bisa sama atau berbeda) adalah sebagai berikut:
Jadi, misalnya, jika kita membuat etil etanoat dari asam etanoat dan etanol, maka persamaan reaksinya adalah:
Melangsungkan reaksi
Dalam skala tabung uji
Asam karboksilat dan alkohol sering dipanaskan bersama dengan adanya beberapa tetes asam sulfat pekat untuk mengamati bau ester yang terbentuk.
Untuk melangsungkan reaksi dalam skala tabung uji, semua zat (asam karboksilat, alkohol dan asam sulfat pekat) yang dalam jumlah kecil dipanaskan di sebuah tabung uji yang berada di atas sebuah penangas air panas selama beberapa menit.
Karena reaksi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel), ester yang terbentuk tidak banyak. Bau khas ester seringkali tertutupi atau terganggu oleh bau asam karboksilat. Sebuah cara sederhana untuk mendeteksi bau ester adalah dengan menaburkan campuran reaksi ke dalam sejumlah air di sebuah gelas kimia kecil.
Terkecuali ester-ester yang sangat kecil, semua ester cukup tidak larut dalam air dan cenderung membentuk sebuah lapisan tipis pada permukaan. Asam dan alkohol yang berlebih akan larut dan terpisah di bawah lapisan ester.
Ester-ester kecil seperti pelarut-pelarut organik sederhana memiliki bau yang mirip dengan pelarut-pelarut organik (etil etanoat merupakan sebuah pelarut yang umum misalnya pada lem).
Semakin besar ester, maka aromanya cenderung lebih ke arah perasa buah buatan – misalnya "buah pir".
Dalam skala yang lebih besar
Jika anda ingin membuat sampel sebuah ester yang cukup besar, maka metode yang digunakan tergantung pada (sampai tingkatan tertentu) besarnya ester. Ester-ester kecil terbentuk lebih cepat dibanding ester yang lebih besar.
Untuk membuat sebuah ester kecil seperti etil etanoat, anda bisa memanaskan secara perlahan sebuah campuran antara asam metanoat dan etanol dengan bantuan katalis asam sulfat pekat, dan memisahkan ester melalui distilasi sesaat setelah terbentuk.
Ini dapat mencegah terjadinya reaksi balik. Pemisahan dengan distilasi ini dapat dilakukan dengan baik karena ester memiliki titik didih yang paling rendah diantara semua zat yang ada. Ester merupakan satu-satunya zat dalam campuran yang tidak membentuk ikatan hidrogen, sehingga memiliki gaya antar-molekul yang paling lemah.
Ester-ester yang lebih besar cenderung terbentuk lebih lambat. Dalam hal ini, mungkin diperlukan untuk memanaskan campuran reaksi di bawah refluks selama beberapa waktu untuk menghasilkan sebuah campuran kesetimbangan. Ester bisa dipisahkan dari asam karboksilat, alkohol, air dan asam sulfat dalam campuran dengan metode distilasi fraksional.
Cara-cara lain untuk membuat ester
Ester juga bisa dibuat dari reaksi-reaksi antara alkohol dengan asil klorida atau anhidrida asam.
Pembuatan ester dari alkohol dan asil klorida (klorida asam)
Jika kita menambahkan sebuah asil klorida kedalam sebuah alkohol, maka reaksi yang terjadi cukup progresif (bahkan berlangsung hebat) pada suhu kamar menghasilkan sebuah ester dan awan-awan dari asap hidrogen klorida yang asam dan beruap.
Sebagai contoh, jika kita menambahkan etanol krlorida kedalam etanol, maka akan terbentuk banyak hidrogen klorida bersama dengan ester cair etil etanoat.
Pembuatan ester dari alkohol dan anhidrida asam
Reaksi-reaksi dengan anhidrida asam berlangsung lebih lambat dibanding reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida, dan biasanya campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan.
Mari kita ambil contoh etanol yang bereaksi dengan anhidrida etanoat sebagai sebuah reaksi sederhana yang melibatkan sebuah alkohol:
Reaksi berlangsung lambat pada suhu kamar (atau lebih cepat pada pemanasan). Tidak ada perubahan yang bisa diamati pada cairan yang tidak berwarna, tetapi sebuah campuran etil etanoat dan asam etanoat terbentuk.
Kata Kunci: alkohol, asam karboksilat, ester, esterifikasi, reaksi
Ditulis oleh Jim Clark pada 28-10-2007
Halaman ini membahas tentang reaksi pengesteran (esterifikasi) – utamanya reaksi antara alkohol dengan asam karboksilat untuk membuat ester. Disini juga dibahas secara ringkas tentang pembuatan ester dari reaksi-reaksi antara asil klorida (klorida asam) dengan alkohol, dan dari reaksi antara anhidrida asam dengan alkohol.
Pengertian ester
Ester diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus -COOH, dan pada sebuah ester hidrogen di gugus ini digantikan oleh sebuah gugus hidrokarbon dari beberapa jenis. Disini kita hanya akan melihat kasus-kasus dimana hidrogen pada gugus -COOH digantikan oleh sebuah gugus alkil, meskipun tidak jauh beda jika diganti dengan sebuah gugus aril (yang berdasarkan pada sebuah cincin benzen).
Contoh ester umum – etil etanoat
Ester yang paling umum dibahas adalah etil etanoat. Dalam hal ini, hidrogen pada gugus -COOH telah digantikan oleh sebuah gugus etil. Rumus struktur etil etanoat adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa ester diberi nama tidak sesuai dengan urutan penulisan rumus strukturnya, tapi kebalikannya. Kata "etanoat" berasal dari asam etanoat. Kata "etil" berasal dari gugus etil pada bagian ujung.
Contoh ester yang lain
Pada setiap contoh berikut, pastikan bahwa anda bisa mengerti bagaimana hubungan antara nama dan rumus strukturnya.
Perhatikan bahwa asam diberi nama dengan cara menghitung jumlah total atom karbon dalam rantai – termasuk yang terdapat pada gugus -COOH. Misalnya, CH3CH2COOH disebut asam propanoat, dan CH3CH2COO disebut gugus propanoat.
Pembuatan ester dari asam karboksilat dan alkohol
Sifat kimiawi reaksi
Ester dihasilkan apabila asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol dengan bantuan katalis asam. Katalis ini biasanya adalah asam sulfat pekat. Terkadang juga digunakan gas hidrogen klorida kering, tetapi katalis-katalis ini cenderung melibatkan ester-ester aromatik (yakni ester yang mengandung sebuah cincin benzen).
Reaksi esterifikasi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel). Persamaan untuk reaksi antara sebuah asam RCOOH dengan sebuah alkohol R’OH (dimana R dan R’ bisa sama atau berbeda) adalah sebagai berikut:
Jadi, misalnya, jika kita membuat etil etanoat dari asam etanoat dan etanol, maka persamaan reaksinya adalah:
Melangsungkan reaksi
Dalam skala tabung uji
Asam karboksilat dan alkohol sering dipanaskan bersama dengan adanya beberapa tetes asam sulfat pekat untuk mengamati bau ester yang terbentuk.
Untuk melangsungkan reaksi dalam skala tabung uji, semua zat (asam karboksilat, alkohol dan asam sulfat pekat) yang dalam jumlah kecil dipanaskan di sebuah tabung uji yang berada di atas sebuah penangas air panas selama beberapa menit.
Karena reaksi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel), ester yang terbentuk tidak banyak. Bau khas ester seringkali tertutupi atau terganggu oleh bau asam karboksilat. Sebuah cara sederhana untuk mendeteksi bau ester adalah dengan menaburkan campuran reaksi ke dalam sejumlah air di sebuah gelas kimia kecil.
Terkecuali ester-ester yang sangat kecil, semua ester cukup tidak larut dalam air dan cenderung membentuk sebuah lapisan tipis pada permukaan. Asam dan alkohol yang berlebih akan larut dan terpisah di bawah lapisan ester.
Ester-ester kecil seperti pelarut-pelarut organik sederhana memiliki bau yang mirip dengan pelarut-pelarut organik (etil etanoat merupakan sebuah pelarut yang umum misalnya pada lem).
Semakin besar ester, maka aromanya cenderung lebih ke arah perasa buah buatan – misalnya "buah pir".
Dalam skala yang lebih besar
Jika anda ingin membuat sampel sebuah ester yang cukup besar, maka metode yang digunakan tergantung pada (sampai tingkatan tertentu) besarnya ester. Ester-ester kecil terbentuk lebih cepat dibanding ester yang lebih besar.
Untuk membuat sebuah ester kecil seperti etil etanoat, anda bisa memanaskan secara perlahan sebuah campuran antara asam metanoat dan etanol dengan bantuan katalis asam sulfat pekat, dan memisahkan ester melalui distilasi sesaat setelah terbentuk.
Ini dapat mencegah terjadinya reaksi balik. Pemisahan dengan distilasi ini dapat dilakukan dengan baik karena ester memiliki titik didih yang paling rendah diantara semua zat yang ada. Ester merupakan satu-satunya zat dalam campuran yang tidak membentuk ikatan hidrogen, sehingga memiliki gaya antar-molekul yang paling lemah.
Ester-ester yang lebih besar cenderung terbentuk lebih lambat. Dalam hal ini, mungkin diperlukan untuk memanaskan campuran reaksi di bawah refluks selama beberapa waktu untuk menghasilkan sebuah campuran kesetimbangan. Ester bisa dipisahkan dari asam karboksilat, alkohol, air dan asam sulfat dalam campuran dengan metode distilasi fraksional.
Cara-cara lain untuk membuat ester
Ester juga bisa dibuat dari reaksi-reaksi antara alkohol dengan asil klorida atau anhidrida asam.
Pembuatan ester dari alkohol dan asil klorida (klorida asam)
Jika kita menambahkan sebuah asil klorida kedalam sebuah alkohol, maka reaksi yang terjadi cukup progresif (bahkan berlangsung hebat) pada suhu kamar menghasilkan sebuah ester dan awan-awan dari asap hidrogen klorida yang asam dan beruap.
Sebagai contoh, jika kita menambahkan etanol krlorida kedalam etanol, maka akan terbentuk banyak hidrogen klorida bersama dengan ester cair etil etanoat.
Pembuatan ester dari alkohol dan anhidrida asam
Reaksi-reaksi dengan anhidrida asam berlangsung lebih lambat dibanding reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida, dan biasanya campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan.
Mari kita ambil contoh etanol yang bereaksi dengan anhidrida etanoat sebagai sebuah reaksi sederhana yang melibatkan sebuah alkohol:
Reaksi berlangsung lambat pada suhu kamar (atau lebih cepat pada pemanasan). Tidak ada perubahan yang bisa diamati pada cairan yang tidak berwarna, tetapi sebuah campuran etil etanoat dan asam etanoat terbentuk.
laporan stabilita
Modul 2
STABILITA
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menentukan tingkat reaksi penguraian suatu zat
Menentukan energy aktivasi dari reaksi penguraian suatu zat
Menentukan waktu kadaluarsa suatu zat
Menggunakan data kinetika kimia untuk memperkirakan kestabilan suatu zat
Menerangkan faktor- faktor yang mempengaruhi kestabilan suatu zat
LANDASAN TEORI
Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi setiap orang yang berkaitan dengan bidang kefarmasian, mulai dari pengusaha obat sampai ke pasien. Pengusah obat harus dengan jelas menunjukan bahwa bentuk obat atau sediaan yang dihasilkan cukup stabil sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu yang cukup lama, dimana obat tidak berubah menjadi zat tidak berkhasiat atau racun. Ahli farmasi harus mengetahui ketidakstabilan potensial dari obat yang dibuatnya. Dokter dan penderita harus diyakinkan bahwa obat yang ditulis atau digunakannya akan sampai pada tempat pengobatan dalam konsentrasi yang cukup untuk mencapai efek pengobatan yang diinginkan. Beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan dimasukan dalam rantai peristiwa ini :
Kestabilan dan tak tercampurkan.
Proses laju umumnya adalah sesuatu yang menyebabakan ketidakaktifan obat melalui penguraian obat atau melalui hilangnya khgasiat obat karena perubahan bentuk fisik dan kimia yang kurang diinginkan dari obat tersebut.
Disolusi
Disini yang diperhatikan terutama kecepatan berubahnya obat dalam bentuk sediaan obat menjadi bentuk larutan molekular.
Proses absorpsi, distribusi dan eliminasi
Beberapa proses ini berkaitan dengan laju absorpsi obat kedalam tubuh, laju distribusio obat dalam tubuh dan laju pengeluaran obat setelah proses distribusi dengan berbagai faktor seperti metabolisme, penyimpanan dalam organ tubuh lemak dan melalui jalur-jalur penglepasan.
Kerja obat pada tingkat molekular
Obat dapat dibuat dalam bentuk yang tepat dengan menganggap timbulnya respon dari obat merupakan suatu proses laju.
Stabilitas adalah kemampuan suatu produk untuk bertahan dalam batas yang ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan.
Uji stabilitas dimaksudkan untuk menjamin kualitas produk yang telah diluluskan dan beredar di pasaran. Dengan uji stabilitas dapat diketahui pengaruh faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban terhadap parameter–parameter stabilitas produk seperti kadar zat aktif, pH, berat jenis dan net volume sehingga dapat ditetapkan tanggal kedaluwarsa yang sebenarnya. Berdasarkan durasinya, uji stabilitas dibagi menjadi dua, yakni:
Uji stabilitas jangka pendek (dipercepat)
Uji stabilitas jangka pendek dilakukan selama 6 bulan dengan kondisi ekstrim (suhu 40±20C dan Rh 75% ± 5%). Interval pengujian dilakukan pada bulan ke – 3 dan ke-6.
Uji stabilitas jangka panjang (real time study)
Uji stabilitas jangka panjang dilakukan sampai dengan waktu kedaluwarsa produk seperti yang tertera pada kemasan. Pengujiannya dilakukan setiap 3 bulan sekali pada tahun pertama dan setiap 6 bulan sekali pada tahun kedua. Pada tahun ketiga dan seterusnya, pengujian dilakukan setahun sekali. Misalkan untuk produk yang memiliki ED hingga 3 tahun pengujian dialkukan pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18, 24 dan 36. Sedangkan produk yang memiliki ED selama 20 bulan akan diuji pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18 dan 20.
Faktor yang mempengaruhi stabilitas setiap bahan baku, baik bahan yang memberikan efek terapi atau bahan tambahan dapat mempengaruhi stabilitas.
Faktor utama lingkungan dapat menurunkan stabilitas diantaranya :
Temperatur yang tidak sesuai, cahaya, kelembaban, oksigen dan karbondioksida.
Faktor utama yang mempengaruhi stabilitas adalah
Ukuran partikel
pH, kelarutan
Ketercampuran anion dan kation
Kekuatan larutan ionik
Bahan tambahan kimia
Bahan pengikat molekular dan difusi bahan tambahan.
Jika sebelum uji stabilitas dipercepat tidak memeperlihatkan adanya perubahan.
Stabilitas maka dapat dilanjutkan dengan melakukan uji terhadap penyimpanan yang berguna untuk mengetahui perubahan yang terjadi selama proses pendistribusian, pada proses transportasi apabila produk ini akan dipasarkan dan juga pada saat produk sampai di tangan konsumen. Untuk memastikan berbagai fungsi sediaan telah sesuai maka sangatlah penting untuk mengamati setiap perubahan yang terjadi, baik perubahan fisik maupun perubahan struktur kimia.
Perubahan kimia : perubahan warna, perubahan bau dan pembentukan kristal, perubahan kadar dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi kimia dilihat dari uji mutu.
Perubahan fisik : pemisahan, pengendapan, agregasi, penguapan, cracking dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi fisika.
Secara mikrobiologi: yaitu terjadinya pertumbuhan bakteri, jamur dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi mikrobiologi.
MONOGRAFI ZAT AKTIF
Zat aktif yang digunakan pada saat praktikum adalah Indometasin, dengan monografi sebagai berikut (Farmakope Indonesia, Ed. IV, 1995. Hal 461) :
INDOMETHACINUM
Indometasin
Asam 1-(p-klorobenzoil)-5-metoksi-2-metilindola-3-asetat
C19H16ClNO4 BM 357,79
Indometasin mengandung tidak kurang dari 98,0 % dan tidak lebih dari 101,0 % C19H16ClNO4, dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan.
Pemerian Serbuk hablur, polimorf kuning pucat hingga kuning kecoklatan; tidak berbau atau hampir tidak berbau. Peka terhadap cahaya; meleleh pada susu lebih kurang 162o.
Kelarutan Praktis tidak larut dalam air; agak sukar larut dalam etanol, dalam kloroform dan dalam eter.
Penetapan kadar Lakukan penetapan kadar dengan cara Kromatografi lapis tipis.
Fase gerak
Buat larutan natrium fosfat monobasa 0,01 M dan natrium fosfat dibasa 0,01 M dalam campuran asetonitril P-air (lebih kurang 1:1).
Larutan baku
Timbang saksama sejumlah Indometasin BPFI, larutkan dalam Fase gerak hingga kadar lebih kurang 0,1 mg per ml.
Larutan uji
Timbang sakasama lebih kurang 100 mg, masukkan ke dalam labu ukur 100 ml, larutkan dan encerkan dengan Fase gerak sampai tanda. Pipet 10 ml larutan ke dalam labu ukur 100 ml, encerkan dengan Fase gerak sampai tanda.
Sistem kromatografi
Kromatograf cara kinerja tinggi dilengkapi dengan detector 254 nm dan kolom 4 mm x 30 cm berisi bahan pangan L1 dengan ukuran partikel 10 µm. laju aliran lebih kurang 1 ml per menit. Lakukan kromatografi terhadap Larutan baku, rekam respons puncak seperti yang tertera pada Prosedur : efesiensi kolom ditentukan dari puncak analit tidak kurang dari 500 lempeng teoritis dan simpangan baku relatif pada penyuntikan ulang tidak leih dari 1,0 %.
Prosedur
Suntikkan secara terpisah sejumlah volume sama (lebih kurang 20 µl) lAutama. Hitung jumlah dalam mg, C19H16ClNO4 dengan rumus :
1000 C ( ru/rs )
C adalah kadar Indometasin BPFI dalam mg per ml
Larutan baku : ru dan rs berturut- turut adalah respons puncak Larutan uji dan Larutan baku.
Wadah dan penyimpanan dalam wadah tidak tembus cahaya.
Khasiat dan penggunaan antiinflamasi
ALAT DAN BAHAN
Alat
- Vial - Spektrofotometer UV
Gelas ukur 100ml - Gelas kimia 100ml
Gelas Ukur 50ml - Corong
Labu ukur 100ml - Stopwatch
Oven - Botol semprot
Lemari es
Kertas saring
Pipet tetes
Pipet
Bahan
Indometasin
Aquadest
Kalium dihidrogen fosfat 0,1 M
NaOH 0,1 N
Dapar Fosfat
Etanol
PENIMBANGAN BAHAN
Pembuatan spektrum absorpsi dan kurva kalibrasi
Diketahui:
Larutan indometasin yang diinginkan adalah 4mg/100 ml = 0,04 mg/ml.
Konsentrasi larutan stok adalah 100mg/5o ml = 2 mg/ml
Maka banyaknya larutan stok yang dibutuhkan untuk membuat larutan indometasin 0,04 mg/ml (X) adalah:
0,04 . 100 = 2 . X
X = 2 ml
PROSEDUR KERJA
Pengaruh Suhu terhadap Kestabilan Larutan Indometasin
Penyiapan larutan dapar (dapar fosfat)
Campurkan
Tambahkan air suling sampai 100 ml.
Pembuatan Spektrum Absorbsi dan Kurva Kalibrasi
Membuat larutan Indometasin:
Larutkan dengan
Tambahkan air suling bebas karbondioksida sampai 50 ml.
Pipet larutan stok sebanyak 0,3ml; 0,5ml; 1,0ml; 1,5ml; 2,0ml; dan 3,0.
Dimasukan ke dalam labu ukur 100 ml.
Ditambahkan larutan dapar pH 8 sampai tepat 100 ml.
Penentuan Stabilitas Larutan Indometasin
Mengukur konsentrasi Indometasin sisa dalam larutan pada waktu-waktu tertentu.
Buat dengan larutan stok:
Dimasukan kedalam 36 vial.
Simpan di dalam oven bersuhu 600C, 700C, 800C (@suhu 12 vial)
Ambil lalu dinginkan kedalam lemari es selama 10 menit unrtuk menghentikan reaksi penguraian.
Tentukan absorbansi dengan spektrofotometri pada = 320 nm.
Tentukan pula konsentrasi dengan persamaan regresi kurva kalibrasi.
Diambi 2 vial dari tiap suhu.
Tentukan konsentrasi Indometasin sisa setelah waktu 1,2,3,4,5, dan 6 jam tersebut.
Penentuan Waktu Kadaluarsa Larutan Indometasin.
Tahap perhitungannya:
Tentukan tingkat/orde reaksi penguraian dengan metode subsitusi/grafik.
Hitung energi aktivasi ( Ea ) dengan menggunakan persamaan arrhenius.
Tentukan K pada suhu kamar.
Hitung kadaluarsa Larutan Indometasin tersebut pada suhu kamar apabila larutan tersebut dianggap sudah tidak dapat digunakan lagi bila telah terurai sebanyak 10 %.
HASIL PENGAMATAN
a. Pengaruh Suhu terhadap Kestabilan Larutan Indometasin
2. Pembuatan Spektrum Absorbsi dan Kurva Kalibrasi
b. Larutan Indometasin 4 mg/100 ml
λx = 322,5 nm
Absorbansi = 0,6284
Konsentrasi mg/100 ml Absorbansi
0,4 0,3956
1 0,4037
2 0,5935
3 0,7624
4 0,8975
6 1,0235
c.
b. Penentuan Stabilitas Larutan Indometasin
- Suhu 60°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,9944 0,9483
0,9022
30 0,9524 0,92245
0,8925
60 0,8730 0,82785
0,7827
90 0,7457 0,7357
0,7257
120 0,6524 0,6578
0,6632
Suhu 70°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,8629 0,8935
0,9241
30 0,818 0,7731
0,7282
60 0,7264 0,72405
0,7217
90 0,6721 0,6672
0,6623
120 0,5790 0,586
0,5930
Suhu 80°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,8870 0,8517
0,8164
30 0,7326 0,7556
0,7786
60 0,6799 0,67756
0,6752
90 0,6930 0,67985
0,6667
120 0,5030 0,4978
0,4926
PERHITUNGAN
Penentuan Konsentrasi dari absorbansi
Suhu 60⁰
10 menit
A1 = 0,9944
A2 = 0,9022
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 9944 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 5,29
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,9022 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4,546
X rata-rata = 4,9211
30 menit
A1 = 0,9524
A2 = 0, 8925
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,9524 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,95
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 8925 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4,467
X rata-rata = 4,7109
60 menit
A1 = 0,8730
A2 = 0, 7827
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8730 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,31
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7827 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3,575
X rata-rata = 3, 9419
90 menit
A1 = 0, 7457
A2 = 0, 7257
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 7457 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 28
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7257 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 195
X rata-rata = 3, 1927
120 menit
A1 = 0, 6254
A2 = 0, 6632
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6254 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 515
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6632 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 603
X rata-rata = 2, 5593
Suhu 70⁰
10 menit
A1 = 0,8629
A2 = 0,9241
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8629 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4, 226
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,9241 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4, 724
X rata-rata = 4,4756
30 menit
A1 = 0,818
A2 = 0, 7282
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,818 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 862
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7282 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 132
X rata-rata = 3, 4967
60 menit
A1 = 0,7264
A2 = 0, 7217
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 7264 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 409
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7217 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 078
X rata-rata = 3, 0979
90 menit
A1 = 0, 6721
A2 = 0, 6623
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6721 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 675
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6623 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 596
X rata-rata = 2, 6357
120 menit
A1 = 0, 5790
A2 = 0, 5930
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 5790 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 1, 918
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 5930 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 0325
X rata-rata = 1, 9756
Suhu 80⁰
10 menit
A1 = 0,8870
A2 = 0,8164
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8870 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,42
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,8164 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 848
X rata-rata = 4, 1375
30 menit
A1 = 0,7326
A2 = 0, 7786
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,7326 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3,167
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7786 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3,541
X rata-rata = 3,3545
60 menit
A1 = 0,6799
A2 = 0, 6752
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6799 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 7319
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6752 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2,7
X rata-rata = 2, 72
90 menit
A1 = 0, 6930
A2 = 0, 6667
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6721 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 845
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6667 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2,63
X rata-rata = 2,738
120 menit
A1 = 0, 5030
A2 = 0, 4926
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 5030 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 1,3
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 4926 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 1, 216
X rata-rata = 1, 258
Penentuan waktu kadaluarsa
Nilai Ea dari grafik
Slope = -Ea/R
382 = -Ea/8,314
Ea = - 45,95 KJ
Nilai K pada suhu kamar
ln K = ln A – Ea/R . 1/T
= -0, 865 – 382 . 1/298
= - 1, 285
K = 0, 277
Waktu kadaluarsa
Ct = Co – Kt
0,9 = 1 – o,277t
0,9 -1 = - 0, 277t
t = 0, 36 bulan
t = 11 hari
GRAFIK
Kurva kalibrasi antara konsentrasi dan absorbansi
Grafik antara konsentrasi dan absorbansi
Orde reaksi
Suhu 60⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Suhu 70⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Suhu 80⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Dari data R grafik, R yang mendekati 1 dari tiap suhu ditunjukkan pada grafik orde 0, sehingga laju reaksi berorde 0.
Grafik antara ln K dan 1/T
PEMBAHASAN
Pengaruh konsentrasi zat terhadap nilai absorbansi
Absorbansi adalah suatu ukuran dimana suatu larutan dapat menyerap cahaya yang dilewatkan dengan panjang gelombang tertentu. Menurut literatur nilai absorbansi yang didapat dari pengujian dengan alat spektrofotometri ini akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi suatu zat. Pada saat percobaan, dilakukan uji penentuan nilai absorbansi larutan indometasin dengan konsentrasi 0,4, 1, 2, 3, 4, dan 6mg/100 ml. Setelah diukur dengan spektrofotometri nilai absorbansi yang didapat adalah 0,3956, 0,4037, 0,5935, 0,7624, 0,8975, 1,0235. Hal tersebut menunjukkan kesesuaian antara hasil pengamatan dengan literatur yang menunjukkan bahwa konsentrasi suatu zat berbanding lurus dengan nilai absorbansinya.
Setelah dilakukan percobaan dan dibuat kurva antara nilai konsentrasi dan nilai absorbansi, nilai R2 yang didapat adalah 0,959. Angka tersebut cenderung sedikit jauh dengan angka 1 yang seharusnya didapat. Hal tersebut dikarenakan pada saat pembuatan larutan terjadi kesalahan, yaitu ketika dilakukan pengambilan larutan stok tidak semua volume larutan stok yang diambil menggunakan pipet volume, tetapi ada yang menggunakan labu ukur, sehingga konsentrasi zat yang diukur kurang akurat.
Pengaruh suhu terhadap kestabilan larutan indometasin
Berdasarkan literatur suhu dan kestabilan suatu zat berbanding terbalik, artinya semakin tinggi suhu maka kestabilannya akan berkurang. Hal tersebut terjadi karena jika suhu semakin meningkat akan mempercepat reaksi penguraian suatu zat sehingga kestabilannya berkurang. Setelah dilakukan percobaan terhadap larutan indometasin 0,04mg/ml dengan suhu 60°, 70°, dan 80° nilai absorbansi yang diukur dengan spektrofotometri semakin menurun seiring dengan peningkatan suhu. Absorbansi merupakan suatu nilai dimana suatu larutan dapat menyerap cahaya yang dilewatkan dengan panjang gelombang tertentu, sehingga nilai absorbansi akan sebanding dengan konsentrasi suatu zat. Apabila nilai absorbansi suatu zat menurun seiring dengan peningkatan suhu, maka konsentrasinyapun semakin berkurang dan kestabilannya juga berkurang. Hasil percobaan yang dilakukan sesuai dengan literatur yang dipaparkan, dimana suhu yang semakin tinggi akan menurunkan kestabilan suatu zat.
Penentuan stabilitas larutan indometasin
Pada percobaan ini dilakukan uji stabilitas larutan indometasin terhadap suhu dan waktu penguraian. Berdasarkan literatur semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu penguraian, maka kestabilan suatu zat akan menurun. Hal tersebut terjadi karena peningkatan suhu akan memperepat waktu penguraian, sehingga jika suhu meningkat maka zat akan terurai lebih cepat dan konsentrasinya semakin berkurang. Waktu yang semakin meningkat, akan membuat penguraian suatu zat cenderung lebih lama sehingga zat yang terurai akan semakin banyak dan konsentrasi zat akan berkurang seiring dengan peningkatan waktu penguraian.
Percobaan dilakukan pada suhu yang berbeda yaitu 60°, 70°, dan 80°, sedangkan waktu penguraian dimulai dari 10 menit sampai 2 jam. Semakin meningkat suhu dan waktu nilai absorbansi yang didapat semakin kecil, meskipun ada kesalahan pada saat menit ke 90 pada suhu 70° dan 80° nilai absorbansi nya lebih dari nilai absorbansi pada menit ke 60. Hal tersebut terjadi karena larutan tidak langsung diukur dengan spektrofotometri tepat setelah waktu penguraian, sehingga nilai absorbansi yang didapat tidak akurat.
Penentuan waktu Kadaluarsa zat indometasin
Untuk menentukan waktu kadaluarsa suatu zat, terlebih dahulu harus diketahui orde reaksi penguraian, energi aktivasi (Ea), dan nilai tetapan laju reaksi (K) pada suhu kamar. Setelah dilakukan percobaan dengan membandingkan grafik orde reaksi 0 sampai orde reaksi 2 pada suhu 60°, 70°, dan 80°. Nilai R yang didapat kemudian dibandingkan dan nilai R yang paling mendekati 1 adalah pada grafik orde 0, sehingga orde reaksi penguraian indometasin adalah orde o.
Setelah didapat orde reaksi yaitu orde 0, maka nilai Energi aktivasi (Ea) adalah -45, 946 KJ. Energi aktivasi adalah energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Hasil percobaan menunjukkan Ea yang negatif yang menunjukkan energi yang dibutuhkan agar reaksi penguraian terjadi jumlahnya minimum, sehingga tidak perlu katalis untuk mempercepat penguraian. Beberapa reaksi penguraian biasanya nilai energinya besar, hasil energi aktivasi yang didapat kemungkinan dipengaruhi oleh konsentrasi larutan yang dibuat tidak terlalu akurat karena ada beberapa zat yang diambil tidak menggunakan pipet volume.
Setelah didapat nilai Ea, maka didapat nilai K pada suhu kamar, dan didapat nilai K adalah 0,277. Setelah didapat nilai K pada suhu kamar maka waktu kadaluarsa larutan indometasin tersebut pada suhu kamar dapat dihitung. Apabila larutan tersebut dianggap sudah tidak dapat digunakan lagi apabila telah terurai sebanyak 10%, didapat waktu kadaluarsa larutan indometasin adalah 11 hari. Waktu kadaluarsa zat yang didapat sangat singkat, biasanya zat memiliki waktu kadaluarsa yang cukup lama sekitar 1- 2 tahun.
KESIMPULAN
Nilai absorbansi adalah berbanding lurus dengan konsentrasi zat;
Semakin tinggi suhu nilai absorbansi semakin berkurang;
Semakin lama waktu penguraian semakin kecil nilai absorbansi;
Semakin kecil nilai absorbansi, semakin kecil pula konsentrasi zat, dan zat tersebut semakin tidak stabil;
Orde reaksi penguraian adalah orde 0;
Energy aktivasi adalah -45, 496 kj;
Nilai konstanta laju (K) pada suhu kamar adalah 0,277;
Waktu kadaluarsa zat adalah 11 hari.
DAFTAR PUSTAKA
Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.
Kanginan, Marthin. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.
http://pharmpress.com. Diakses pada tanggal 29 April 2011.
http://scribd.com/ stabilitas obat. Diakses pada tanggal 29 April 2011.
Mengesahkan Bandung, 4 Mei 2011
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
________________________________ ______________________________
STABILITA
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menentukan tingkat reaksi penguraian suatu zat
Menentukan energy aktivasi dari reaksi penguraian suatu zat
Menentukan waktu kadaluarsa suatu zat
Menggunakan data kinetika kimia untuk memperkirakan kestabilan suatu zat
Menerangkan faktor- faktor yang mempengaruhi kestabilan suatu zat
LANDASAN TEORI
Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi setiap orang yang berkaitan dengan bidang kefarmasian, mulai dari pengusaha obat sampai ke pasien. Pengusah obat harus dengan jelas menunjukan bahwa bentuk obat atau sediaan yang dihasilkan cukup stabil sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu yang cukup lama, dimana obat tidak berubah menjadi zat tidak berkhasiat atau racun. Ahli farmasi harus mengetahui ketidakstabilan potensial dari obat yang dibuatnya. Dokter dan penderita harus diyakinkan bahwa obat yang ditulis atau digunakannya akan sampai pada tempat pengobatan dalam konsentrasi yang cukup untuk mencapai efek pengobatan yang diinginkan. Beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan dimasukan dalam rantai peristiwa ini :
Kestabilan dan tak tercampurkan.
Proses laju umumnya adalah sesuatu yang menyebabakan ketidakaktifan obat melalui penguraian obat atau melalui hilangnya khgasiat obat karena perubahan bentuk fisik dan kimia yang kurang diinginkan dari obat tersebut.
Disolusi
Disini yang diperhatikan terutama kecepatan berubahnya obat dalam bentuk sediaan obat menjadi bentuk larutan molekular.
Proses absorpsi, distribusi dan eliminasi
Beberapa proses ini berkaitan dengan laju absorpsi obat kedalam tubuh, laju distribusio obat dalam tubuh dan laju pengeluaran obat setelah proses distribusi dengan berbagai faktor seperti metabolisme, penyimpanan dalam organ tubuh lemak dan melalui jalur-jalur penglepasan.
Kerja obat pada tingkat molekular
Obat dapat dibuat dalam bentuk yang tepat dengan menganggap timbulnya respon dari obat merupakan suatu proses laju.
Stabilitas adalah kemampuan suatu produk untuk bertahan dalam batas yang ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan.
Uji stabilitas dimaksudkan untuk menjamin kualitas produk yang telah diluluskan dan beredar di pasaran. Dengan uji stabilitas dapat diketahui pengaruh faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban terhadap parameter–parameter stabilitas produk seperti kadar zat aktif, pH, berat jenis dan net volume sehingga dapat ditetapkan tanggal kedaluwarsa yang sebenarnya. Berdasarkan durasinya, uji stabilitas dibagi menjadi dua, yakni:
Uji stabilitas jangka pendek (dipercepat)
Uji stabilitas jangka pendek dilakukan selama 6 bulan dengan kondisi ekstrim (suhu 40±20C dan Rh 75% ± 5%). Interval pengujian dilakukan pada bulan ke – 3 dan ke-6.
Uji stabilitas jangka panjang (real time study)
Uji stabilitas jangka panjang dilakukan sampai dengan waktu kedaluwarsa produk seperti yang tertera pada kemasan. Pengujiannya dilakukan setiap 3 bulan sekali pada tahun pertama dan setiap 6 bulan sekali pada tahun kedua. Pada tahun ketiga dan seterusnya, pengujian dilakukan setahun sekali. Misalkan untuk produk yang memiliki ED hingga 3 tahun pengujian dialkukan pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18, 24 dan 36. Sedangkan produk yang memiliki ED selama 20 bulan akan diuji pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18 dan 20.
Faktor yang mempengaruhi stabilitas setiap bahan baku, baik bahan yang memberikan efek terapi atau bahan tambahan dapat mempengaruhi stabilitas.
Faktor utama lingkungan dapat menurunkan stabilitas diantaranya :
Temperatur yang tidak sesuai, cahaya, kelembaban, oksigen dan karbondioksida.
Faktor utama yang mempengaruhi stabilitas adalah
Ukuran partikel
pH, kelarutan
Ketercampuran anion dan kation
Kekuatan larutan ionik
Bahan tambahan kimia
Bahan pengikat molekular dan difusi bahan tambahan.
Jika sebelum uji stabilitas dipercepat tidak memeperlihatkan adanya perubahan.
Stabilitas maka dapat dilanjutkan dengan melakukan uji terhadap penyimpanan yang berguna untuk mengetahui perubahan yang terjadi selama proses pendistribusian, pada proses transportasi apabila produk ini akan dipasarkan dan juga pada saat produk sampai di tangan konsumen. Untuk memastikan berbagai fungsi sediaan telah sesuai maka sangatlah penting untuk mengamati setiap perubahan yang terjadi, baik perubahan fisik maupun perubahan struktur kimia.
Perubahan kimia : perubahan warna, perubahan bau dan pembentukan kristal, perubahan kadar dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi kimia dilihat dari uji mutu.
Perubahan fisik : pemisahan, pengendapan, agregasi, penguapan, cracking dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi fisika.
Secara mikrobiologi: yaitu terjadinya pertumbuhan bakteri, jamur dapat dilakukan uji toksisitas dengan melakukan evaluasi mikrobiologi.
MONOGRAFI ZAT AKTIF
Zat aktif yang digunakan pada saat praktikum adalah Indometasin, dengan monografi sebagai berikut (Farmakope Indonesia, Ed. IV, 1995. Hal 461) :
INDOMETHACINUM
Indometasin
Asam 1-(p-klorobenzoil)-5-metoksi-2-metilindola-3-asetat
C19H16ClNO4 BM 357,79
Indometasin mengandung tidak kurang dari 98,0 % dan tidak lebih dari 101,0 % C19H16ClNO4, dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan.
Pemerian Serbuk hablur, polimorf kuning pucat hingga kuning kecoklatan; tidak berbau atau hampir tidak berbau. Peka terhadap cahaya; meleleh pada susu lebih kurang 162o.
Kelarutan Praktis tidak larut dalam air; agak sukar larut dalam etanol, dalam kloroform dan dalam eter.
Penetapan kadar Lakukan penetapan kadar dengan cara Kromatografi lapis tipis.
Fase gerak
Buat larutan natrium fosfat monobasa 0,01 M dan natrium fosfat dibasa 0,01 M dalam campuran asetonitril P-air (lebih kurang 1:1).
Larutan baku
Timbang saksama sejumlah Indometasin BPFI, larutkan dalam Fase gerak hingga kadar lebih kurang 0,1 mg per ml.
Larutan uji
Timbang sakasama lebih kurang 100 mg, masukkan ke dalam labu ukur 100 ml, larutkan dan encerkan dengan Fase gerak sampai tanda. Pipet 10 ml larutan ke dalam labu ukur 100 ml, encerkan dengan Fase gerak sampai tanda.
Sistem kromatografi
Kromatograf cara kinerja tinggi dilengkapi dengan detector 254 nm dan kolom 4 mm x 30 cm berisi bahan pangan L1 dengan ukuran partikel 10 µm. laju aliran lebih kurang 1 ml per menit. Lakukan kromatografi terhadap Larutan baku, rekam respons puncak seperti yang tertera pada Prosedur : efesiensi kolom ditentukan dari puncak analit tidak kurang dari 500 lempeng teoritis dan simpangan baku relatif pada penyuntikan ulang tidak leih dari 1,0 %.
Prosedur
Suntikkan secara terpisah sejumlah volume sama (lebih kurang 20 µl) lAutama. Hitung jumlah dalam mg, C19H16ClNO4 dengan rumus :
1000 C ( ru/rs )
C adalah kadar Indometasin BPFI dalam mg per ml
Larutan baku : ru dan rs berturut- turut adalah respons puncak Larutan uji dan Larutan baku.
Wadah dan penyimpanan dalam wadah tidak tembus cahaya.
Khasiat dan penggunaan antiinflamasi
ALAT DAN BAHAN
Alat
- Vial - Spektrofotometer UV
Gelas ukur 100ml - Gelas kimia 100ml
Gelas Ukur 50ml - Corong
Labu ukur 100ml - Stopwatch
Oven - Botol semprot
Lemari es
Kertas saring
Pipet tetes
Pipet
Bahan
Indometasin
Aquadest
Kalium dihidrogen fosfat 0,1 M
NaOH 0,1 N
Dapar Fosfat
Etanol
PENIMBANGAN BAHAN
Pembuatan spektrum absorpsi dan kurva kalibrasi
Diketahui:
Larutan indometasin yang diinginkan adalah 4mg/100 ml = 0,04 mg/ml.
Konsentrasi larutan stok adalah 100mg/5o ml = 2 mg/ml
Maka banyaknya larutan stok yang dibutuhkan untuk membuat larutan indometasin 0,04 mg/ml (X) adalah:
0,04 . 100 = 2 . X
X = 2 ml
PROSEDUR KERJA
Pengaruh Suhu terhadap Kestabilan Larutan Indometasin
Penyiapan larutan dapar (dapar fosfat)
Campurkan
Tambahkan air suling sampai 100 ml.
Pembuatan Spektrum Absorbsi dan Kurva Kalibrasi
Membuat larutan Indometasin:
Larutkan dengan
Tambahkan air suling bebas karbondioksida sampai 50 ml.
Pipet larutan stok sebanyak 0,3ml; 0,5ml; 1,0ml; 1,5ml; 2,0ml; dan 3,0.
Dimasukan ke dalam labu ukur 100 ml.
Ditambahkan larutan dapar pH 8 sampai tepat 100 ml.
Penentuan Stabilitas Larutan Indometasin
Mengukur konsentrasi Indometasin sisa dalam larutan pada waktu-waktu tertentu.
Buat dengan larutan stok:
Dimasukan kedalam 36 vial.
Simpan di dalam oven bersuhu 600C, 700C, 800C (@suhu 12 vial)
Ambil lalu dinginkan kedalam lemari es selama 10 menit unrtuk menghentikan reaksi penguraian.
Tentukan absorbansi dengan spektrofotometri pada = 320 nm.
Tentukan pula konsentrasi dengan persamaan regresi kurva kalibrasi.
Diambi 2 vial dari tiap suhu.
Tentukan konsentrasi Indometasin sisa setelah waktu 1,2,3,4,5, dan 6 jam tersebut.
Penentuan Waktu Kadaluarsa Larutan Indometasin.
Tahap perhitungannya:
Tentukan tingkat/orde reaksi penguraian dengan metode subsitusi/grafik.
Hitung energi aktivasi ( Ea ) dengan menggunakan persamaan arrhenius.
Tentukan K pada suhu kamar.
Hitung kadaluarsa Larutan Indometasin tersebut pada suhu kamar apabila larutan tersebut dianggap sudah tidak dapat digunakan lagi bila telah terurai sebanyak 10 %.
HASIL PENGAMATAN
a. Pengaruh Suhu terhadap Kestabilan Larutan Indometasin
2. Pembuatan Spektrum Absorbsi dan Kurva Kalibrasi
b. Larutan Indometasin 4 mg/100 ml
λx = 322,5 nm
Absorbansi = 0,6284
Konsentrasi mg/100 ml Absorbansi
0,4 0,3956
1 0,4037
2 0,5935
3 0,7624
4 0,8975
6 1,0235
c.
b. Penentuan Stabilitas Larutan Indometasin
- Suhu 60°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,9944 0,9483
0,9022
30 0,9524 0,92245
0,8925
60 0,8730 0,82785
0,7827
90 0,7457 0,7357
0,7257
120 0,6524 0,6578
0,6632
Suhu 70°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,8629 0,8935
0,9241
30 0,818 0,7731
0,7282
60 0,7264 0,72405
0,7217
90 0,6721 0,6672
0,6623
120 0,5790 0,586
0,5930
Suhu 80°
t (menit) Absorbansi Ā
0 0,8870 0,8517
0,8164
30 0,7326 0,7556
0,7786
60 0,6799 0,67756
0,6752
90 0,6930 0,67985
0,6667
120 0,5030 0,4978
0,4926
PERHITUNGAN
Penentuan Konsentrasi dari absorbansi
Suhu 60⁰
10 menit
A1 = 0,9944
A2 = 0,9022
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 9944 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 5,29
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,9022 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4,546
X rata-rata = 4,9211
30 menit
A1 = 0,9524
A2 = 0, 8925
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,9524 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,95
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 8925 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4,467
X rata-rata = 4,7109
60 menit
A1 = 0,8730
A2 = 0, 7827
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8730 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,31
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7827 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3,575
X rata-rata = 3, 9419
90 menit
A1 = 0, 7457
A2 = 0, 7257
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 7457 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 28
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7257 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 195
X rata-rata = 3, 1927
120 menit
A1 = 0, 6254
A2 = 0, 6632
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6254 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 515
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6632 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 603
X rata-rata = 2, 5593
Suhu 70⁰
10 menit
A1 = 0,8629
A2 = 0,9241
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8629 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4, 226
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,9241 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 4, 724
X rata-rata = 4,4756
30 menit
A1 = 0,818
A2 = 0, 7282
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,818 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 862
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7282 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 132
X rata-rata = 3, 4967
60 menit
A1 = 0,7264
A2 = 0, 7217
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 7264 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3, 409
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7217 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 078
X rata-rata = 3, 0979
90 menit
A1 = 0, 6721
A2 = 0, 6623
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6721 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 675
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6623 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 596
X rata-rata = 2, 6357
120 menit
A1 = 0, 5790
A2 = 0, 5930
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 5790 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 1, 918
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 5930 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2, 0325
X rata-rata = 1, 9756
Suhu 80⁰
10 menit
A1 = 0,8870
A2 = 0,8164
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 8870 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 4,42
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0,8164 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3, 848
X rata-rata = 4, 1375
30 menit
A1 = 0,7326
A2 = 0, 7786
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0,7326 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 3,167
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 7786 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 3,541
X rata-rata = 3,3545
60 menit
A1 = 0,6799
A2 = 0, 6752
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6799 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 7319
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6752 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2,7
X rata-rata = 2, 72
90 menit
A1 = 0, 6930
A2 = 0, 6667
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 6721 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 2, 845
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 6667 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 2,63
X rata-rata = 2,738
120 menit
A1 = 0, 5030
A2 = 0, 4926
Y1 = 0,123 x1 + o,343
0, 5030 = 0,123 x1 + 0,343
X1 = 1,3
Y2 = 0,123 x1 + o,343
0, 4926 = 0,123 x1 + 0,343
X2 = 1, 216
X rata-rata = 1, 258
Penentuan waktu kadaluarsa
Nilai Ea dari grafik
Slope = -Ea/R
382 = -Ea/8,314
Ea = - 45,95 KJ
Nilai K pada suhu kamar
ln K = ln A – Ea/R . 1/T
= -0, 865 – 382 . 1/298
= - 1, 285
K = 0, 277
Waktu kadaluarsa
Ct = Co – Kt
0,9 = 1 – o,277t
0,9 -1 = - 0, 277t
t = 0, 36 bulan
t = 11 hari
GRAFIK
Kurva kalibrasi antara konsentrasi dan absorbansi
Grafik antara konsentrasi dan absorbansi
Orde reaksi
Suhu 60⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Suhu 70⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Suhu 80⁰
Orde 0 Orde 1
Orde 2
Dari data R grafik, R yang mendekati 1 dari tiap suhu ditunjukkan pada grafik orde 0, sehingga laju reaksi berorde 0.
Grafik antara ln K dan 1/T
PEMBAHASAN
Pengaruh konsentrasi zat terhadap nilai absorbansi
Absorbansi adalah suatu ukuran dimana suatu larutan dapat menyerap cahaya yang dilewatkan dengan panjang gelombang tertentu. Menurut literatur nilai absorbansi yang didapat dari pengujian dengan alat spektrofotometri ini akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi suatu zat. Pada saat percobaan, dilakukan uji penentuan nilai absorbansi larutan indometasin dengan konsentrasi 0,4, 1, 2, 3, 4, dan 6mg/100 ml. Setelah diukur dengan spektrofotometri nilai absorbansi yang didapat adalah 0,3956, 0,4037, 0,5935, 0,7624, 0,8975, 1,0235. Hal tersebut menunjukkan kesesuaian antara hasil pengamatan dengan literatur yang menunjukkan bahwa konsentrasi suatu zat berbanding lurus dengan nilai absorbansinya.
Setelah dilakukan percobaan dan dibuat kurva antara nilai konsentrasi dan nilai absorbansi, nilai R2 yang didapat adalah 0,959. Angka tersebut cenderung sedikit jauh dengan angka 1 yang seharusnya didapat. Hal tersebut dikarenakan pada saat pembuatan larutan terjadi kesalahan, yaitu ketika dilakukan pengambilan larutan stok tidak semua volume larutan stok yang diambil menggunakan pipet volume, tetapi ada yang menggunakan labu ukur, sehingga konsentrasi zat yang diukur kurang akurat.
Pengaruh suhu terhadap kestabilan larutan indometasin
Berdasarkan literatur suhu dan kestabilan suatu zat berbanding terbalik, artinya semakin tinggi suhu maka kestabilannya akan berkurang. Hal tersebut terjadi karena jika suhu semakin meningkat akan mempercepat reaksi penguraian suatu zat sehingga kestabilannya berkurang. Setelah dilakukan percobaan terhadap larutan indometasin 0,04mg/ml dengan suhu 60°, 70°, dan 80° nilai absorbansi yang diukur dengan spektrofotometri semakin menurun seiring dengan peningkatan suhu. Absorbansi merupakan suatu nilai dimana suatu larutan dapat menyerap cahaya yang dilewatkan dengan panjang gelombang tertentu, sehingga nilai absorbansi akan sebanding dengan konsentrasi suatu zat. Apabila nilai absorbansi suatu zat menurun seiring dengan peningkatan suhu, maka konsentrasinyapun semakin berkurang dan kestabilannya juga berkurang. Hasil percobaan yang dilakukan sesuai dengan literatur yang dipaparkan, dimana suhu yang semakin tinggi akan menurunkan kestabilan suatu zat.
Penentuan stabilitas larutan indometasin
Pada percobaan ini dilakukan uji stabilitas larutan indometasin terhadap suhu dan waktu penguraian. Berdasarkan literatur semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu penguraian, maka kestabilan suatu zat akan menurun. Hal tersebut terjadi karena peningkatan suhu akan memperepat waktu penguraian, sehingga jika suhu meningkat maka zat akan terurai lebih cepat dan konsentrasinya semakin berkurang. Waktu yang semakin meningkat, akan membuat penguraian suatu zat cenderung lebih lama sehingga zat yang terurai akan semakin banyak dan konsentrasi zat akan berkurang seiring dengan peningkatan waktu penguraian.
Percobaan dilakukan pada suhu yang berbeda yaitu 60°, 70°, dan 80°, sedangkan waktu penguraian dimulai dari 10 menit sampai 2 jam. Semakin meningkat suhu dan waktu nilai absorbansi yang didapat semakin kecil, meskipun ada kesalahan pada saat menit ke 90 pada suhu 70° dan 80° nilai absorbansi nya lebih dari nilai absorbansi pada menit ke 60. Hal tersebut terjadi karena larutan tidak langsung diukur dengan spektrofotometri tepat setelah waktu penguraian, sehingga nilai absorbansi yang didapat tidak akurat.
Penentuan waktu Kadaluarsa zat indometasin
Untuk menentukan waktu kadaluarsa suatu zat, terlebih dahulu harus diketahui orde reaksi penguraian, energi aktivasi (Ea), dan nilai tetapan laju reaksi (K) pada suhu kamar. Setelah dilakukan percobaan dengan membandingkan grafik orde reaksi 0 sampai orde reaksi 2 pada suhu 60°, 70°, dan 80°. Nilai R yang didapat kemudian dibandingkan dan nilai R yang paling mendekati 1 adalah pada grafik orde 0, sehingga orde reaksi penguraian indometasin adalah orde o.
Setelah didapat orde reaksi yaitu orde 0, maka nilai Energi aktivasi (Ea) adalah -45, 946 KJ. Energi aktivasi adalah energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Hasil percobaan menunjukkan Ea yang negatif yang menunjukkan energi yang dibutuhkan agar reaksi penguraian terjadi jumlahnya minimum, sehingga tidak perlu katalis untuk mempercepat penguraian. Beberapa reaksi penguraian biasanya nilai energinya besar, hasil energi aktivasi yang didapat kemungkinan dipengaruhi oleh konsentrasi larutan yang dibuat tidak terlalu akurat karena ada beberapa zat yang diambil tidak menggunakan pipet volume.
Setelah didapat nilai Ea, maka didapat nilai K pada suhu kamar, dan didapat nilai K adalah 0,277. Setelah didapat nilai K pada suhu kamar maka waktu kadaluarsa larutan indometasin tersebut pada suhu kamar dapat dihitung. Apabila larutan tersebut dianggap sudah tidak dapat digunakan lagi apabila telah terurai sebanyak 10%, didapat waktu kadaluarsa larutan indometasin adalah 11 hari. Waktu kadaluarsa zat yang didapat sangat singkat, biasanya zat memiliki waktu kadaluarsa yang cukup lama sekitar 1- 2 tahun.
KESIMPULAN
Nilai absorbansi adalah berbanding lurus dengan konsentrasi zat;
Semakin tinggi suhu nilai absorbansi semakin berkurang;
Semakin lama waktu penguraian semakin kecil nilai absorbansi;
Semakin kecil nilai absorbansi, semakin kecil pula konsentrasi zat, dan zat tersebut semakin tidak stabil;
Orde reaksi penguraian adalah orde 0;
Energy aktivasi adalah -45, 496 kj;
Nilai konstanta laju (K) pada suhu kamar adalah 0,277;
Waktu kadaluarsa zat adalah 11 hari.
DAFTAR PUSTAKA
Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.
Kanginan, Marthin. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.
http://pharmpress.com. Diakses pada tanggal 29 April 2011.
http://scribd.com/ stabilitas obat. Diakses pada tanggal 29 April 2011.
Mengesahkan Bandung, 4 Mei 2011
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
________________________________ ______________________________
makalah farmakognosi ( alkaloid )
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Senyawa Alkaloid adalah Senyawa kimia terutama senyawa organik hasil metabolisme dapat dibagi dua yaitu yang pertama senyawa hasil metabolisme primer, contohnya karbohidrat, protein, lemak, asam nukleat, dan enzim. Senyawa kedua adalah senyawa hasil metabolisme sekunder, contohnya terpenoid, steroid, alkaloid dan flavonoid. Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan di alam. Hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan tingkat tinggi. Sebagian besar alkaloid terdapat pada tumbuhan dikotil sedangkan untuk tumbuhan monokotil dan pteridofita mengandung alkaloid dengan kadar yang sedikit.
Selanjutnya dalam Meyer’s Conversation Lexicons tahun 1896 dinyatakan bahwa alkaloid terjadi secara karakteristik di dalam tumbuh- tumbuhan, dan sering dibedakan berdasarkan kereaktifan fisiologi yang khas. Senyawa ini terdiri atas karbon, hidrogen, dan nitrogen, sebagian besar diantaranya mengandung oksigen. Sesuai dengan namanya yang mirip dengan alkali (bersifat basa) dikarenakan adanya sepasang elektron bebas yang dimiliki oleh nitrogen sehingga dapat mendonorkan sepasang elektronnya. Kesulitan mendefinisikan alkaloid sudah berjalan bertahun-tahun.
Definisi tunggal untuk alkaloid belum juga ditentukan. Trier menyatakan bahwa sebagai hasil kemajuan ilmu pengetahuan, istilah yang beragam senyawa alkaloid akhirnya harus ditinggalkan (Hesse, 1981).Garam alkaloid dan alkaloid bebas biasanya berupa senyawa padat, berbentuk kristal tidak berwarna (berberina dan serpentina berwarna kuning). Alkaloid sering kali optik aktif, dan biasanya hanya satu dari isomer optik yang dijumpai di alam, meskipun dalam beberapa kasus dikenal campuran rasemat, dan pada kasus lain satu tumbuhan mengandung satu isomer sementara tumbuhan lain mengandung enantiomernya (Padmawinata, 1995). Ada juga alkaloid yang berbentuk cair, seperti konina, nikotina, dan
higrina. Sebagian besar alkaloid mempunyai rasa yang pahit. Alkaloid juga mempunyai sifat farmakologi. Sebagai contoh, morfina sebagai pereda rasa sakit, reserfina sebagai obat penenang, atrofina berfungsi sebagai antispamodia, kokain sebagai anestetik lokal, dan strisina sebagai stimulan syaraf (Ikan, 1969).
Alkaloid telah dikenal selama bertahun-tahun dan telah menarik perhatian terutama karena pengaruh fisiologinya terhadap mamalia dan pemakaiannya di bidang farmasi, tetapi fungsinya dalam tumbuhan hampir sama sekali kabur. Beberapa pendapat mengenai kemungkinan perannya dalam tumbuhan sebagai berikut (Padmawinata, 1995):
1. Alkaloid berfungsi sebagai hasil buangan nitrogen seperti urea dan asam urat dalam hewan (salah satu pendapat yang dikemukan pertama kali, sekarang tidak dianut lagi).
2. Beberapa alkaloid mungkin bertindak sebagai tandon penyimpanan nitrogen meskipun banyak alkaloid ditimbun dan tidak mengalami metabolisme lebih lanjut meskipun sangat kekurangan nitrogen.
3. Pada beberapa kasus, alkaloid dapat melindungi tumbuhan dari serangan parasit atau pemangsa tumbuhan. Meskipun dalam beberapa peristiwa bukti yang mendukung fungsi ini tidak dikemukakan, mungkin merupakan konsep yang direka-reka dan bersifat ‘manusia sentris’.
4. Alkaloid dapat berlaku sebagai pengatur tumbuh, karena dari segi struktur, beberapa alkaloid menyerupai pengatur tumbuh. Beberapa alkaloid merangasang perkecambahan yang lainnya menghambat.
5. Semula disarankan oleh Liebig bahwa alkaloid, karena sebagian besar bersifat basa, dapat mengganti basa mineral dalam mempertahankan kesetimbangan ion dalam tumbuhan.
Berdasarkan lokasi atom nitrogen di dalam struktur alkaloid, alkaloid
dapat dibagi atas 5 golongan:
1. Alkaloid heterosiklis
2. Alkaloid dengan nitrogen eksosiklis dan amina alifatis
3. Alkaloid putressina, spermidina, dan spermina
4. Alkaloid peptida
5. Alkaloid terpena
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 ISI
Alkaloid adalah sebuah golongan senyawa basa bernitrogen yang kebanyakan heterosiklik dan terdapat di tetumbuhan (tetapi ini tidak mengecualikan senyawa yang berasal dari hewan). Asam amino, peptida, protein, nukleotid, asam nukleik, gula amino dan antibiotik biasanya tidak digolongkan sebagai alkaloid. Dan dengan prinsip yang sama, senyawa netral yang secara biogenetik berhubungan dengan alkaloid termasuk digolongan ini.
2.1.1 Sifat-Sifat Fisika
Umumnya mempunyai 1 atom N meskipun ada beberapa yang memiliki lebih dari 1 atom N seperti pada Ergotamin yang memiliki 5 atom N. Atom N ini dapat berupa amin primer, sekunder maupun tertier yang semuanya bersifat basa (tingkat kebasaannya tergantung dari struktur molekul dan gugus fungsionalnya) Kebanyakan alkaloid yang telah diisolasi berupa padatan kristal tidak larut dengan titik lebur yang tertentu atau mempunyai kisaran dekomposisi. Sedikit alkaloid yang berbentuk amorf dan beberapa seperti; nikotin dan koniin berupa cairan.
Kebanyakan alkaloid tidak berwarna, tetapi beberapa senyawa yang kompleks, species aromatik berwarna (contoh berberin berwarna kuning dan betanin berwarna merah). Pada umumnya, basa bebas alkaloid hanya larut dalam pelarut organik, meskipun beberapa pseudoalkalod dan protoalkaloid larut dalam air. Garam alkaloid dan alkaloid quartener sangat larut dalam air.
2.1.2 Sifat-Sifat Kimia
Kebanyakan alkaloid bersifat basa. Sifat tersebut tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen.Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai contoh; gugus alkil, maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa. Hingga trietilamin lebih basa daripada dietilamin dan senyawa dietilamin lebih basa daripada etilamin. Sebaliknya, bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (contoh; gugus karbonil), maka ketersediaan pasangan elektron berkurang dan pengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral atau bahkan sedikit asam. Contoh ; senyawa yang mengandung gugus amida.
Kebasaan alkaloid menyebabkan senyawa tersebut sangat mudah mengalami dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan adanya oksigen. Hasil dari reaksi ini sering berupa N-oksida. Dekomposisi alkaloid selama atau setelah isolasi dapat menimbulkan berbagai persoalan jika penyimpanan berlangsung dalam waktu yang lama. Pembentukan garam dengan senyawa organik (tartarat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat) sering mencegah dekomposisi. Itulah sebabnya dalam perdagangan alkaloid lazim berada dalam bentuk garamnya.
2.1.3 Klasifikasi
Pada bagian yang memaparkan sejarah alkaloid, jelas kiranya bahwa alkaloid sebagai kelompok senyawa, tidak diperoleh definisi tunggal tentang alkaloid. Sistem klasifikasi yang diterima, menurut Hegnauer, alkaloid dikelompokkan sebagai :
(a) Alkaloid sesungguhnya,
Alkaloid sesungguhnya adalah racun, senyawa tersebut menunjukkan aktivitas phisiologi yang luas, hampir tanpa terkecuali bersifat basa; lazim mengandung Nitrogen dalam cincin heterosiklik ; diturunkan dari asam amino ; biasanya terdapat “aturan” tersebut adalah kolkhisin dan asam aristolokhat yang bersifat bukan basa dan tidak memiliki cincin heterosiklik dan alkaloid quartener, yang bersifat agak asam daripada bersifat basa.
(b) Protoalkaloid
Protoalkaloid merupakan amin yang relatif sederhana dimana nitrogen dan asam amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Protoalkaloid diperoleh berdasarkan biosintesis dari asam amino yang bersifat basa. Pengertian ”amin biologis” sering digunakan untuk kelompok ini. Contoh, adalah meskalin, ephedin dan N,N-dimetiltriptamin.
(c) Pseudoalkaloid. Meskipun terdapat beberapa perkecualian.
Pseudoalkaloid tidak diturunkan dari prekursor asam amino. Senyawa biasanya bersifat basa. Ada dua seri alkaloid yang penting dalam khas ini, yaitu alkaloid steroidal (contoh: konessin dan purin (kaffein)).
Berdasarkan atom nitrogennya, alkaloid dibedakan atas:
a. Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik
Dimana atom nitrogen terletak pada cincin karbonnya. Yang termasuk pada golongan ini adalah :
1. Alkaloid Piridin-Piperidin
Mempunyai satu cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen, dengan struktur inti :
Golongan ini dibagi dalam 4 sub golongan : 1. Turunan Piperidin, meliputi piperini yang diperoleh dari Piperis nigri Fructus; yang berasal dari tumbuhan Piperis nigri (fam : Piperaceae) berguna sebagai bumbu dapur. 2. Turunan Propil-Piperidin, meliputi koniin yang diperoleh dari Conii Fructus; yang berasal dari tumbuhan Conium maculatum (Fam: Umbelliferae) berguna sebagai antisasmodik dan sedatif. 3. Turunan Asam Nikotinan, meliputi arekolin yang diperoleh dari Areca Semen; yang berasal dari tumbuhan Areca catechu (fam: Palmae) berguna sebagai anthelmentikum pada hewan. 4. Turunan Pirinin & Pirolidin, meliputi nikotin yang diperoleh dari Nicoteana Folium; yang berasal dari tumbuhan Nicotiana tobaccum (fam: Solanaceae) berguna sebagai antiparasit, insektisida dan antitetanus. Tumbuhan yang juga mengandung alkaloid ini adalah kuli dari Punica granatum (fam: Punicaceae) yang berguna sebagai taenifuga.
2. Alkaloid Tropan
Mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metilnya (N-CH3). Alkaloid ini dapat mempengaruhi sistem saraf pusat termasuk yang ada pada otak maupun sumsum tulang belakang, struktur intinya :
1. Hiosiamin dan Skopolamin
Berasal dari tumbuhan Datura stramonium, D. Metel (fam Solanaceae), tumbuh pada daerah yang memiliki suhu yang panas daun dan bijinya mengandung alkaloid Skopolamin; berfungsi sebagai antispasmodik dan sedative. Pada tumbuhan Hyoscyamus muticus dan H. Niger (fam Solanaceae), tumbuh didaerah Amerika Selatan dan Kanada dikenal dengan nama “Henbane” daun dan bijinya digunakan sebagai relaksan pada otot.
2. Kokain
Senyawa ini berfungi sebagai analgetik narkotik yang menstimulasi pusat syaraf, selain itu juga berfungsi sebagai antiemetik dan midriatik. Zat ini bersal dari daun tumbuhan Erythroxylum coca, E. Rusby dan E. Novogranatense (fam Erythroxylaceae). Kokain lebih banyak disalahgunakan (drug abuse) oleh sebagian orang dengan nama-nama yang lazim dikalangan mereka seperti snow, shabu-shabu, crak dan sebagainya. 3. Atropin, Apotropin dan Belladonina Atropa dari bahasa Yunani yaitu terdiri dari kata “Atropos” yang berarti tidak dapat dibengjokkan atau disalahgunakan, ini disebabkan karena belladona merupakan obat yang sangat beracun dan dapat menyebabkan kematian. Belladonna barasal dari bahasa Italia “Bella” artinya cantik dan “Donna” artinya wanita. Bila cairan buah diteteskan pada mata akan menyebabkan dilatasi dari pupil mata sehingga menjadi sangat menarik Akar dan daun tumbuhan Atropa belladonna (fam Solanaceae) merupakan sumber dari senyawa ini, digunakan sebagai antispamolitik, antikolinergik, anti asma dan midriatik. Zat ini merupakan hasil dari hiosiamin selama ekstraksi sehingga tak dapat ditemukan dalam tanaman. Atropin yang dihasilkan secara sintetik lebih mahal daripada yang berasal dari ekstraksi dari tanaman dan tidak dapat disaingi harganya.
3. Alkaloid Quinolin
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dengan struktur inti seperi di bawah ini:
1. Kinina, Kinidina, Sinkonidin, Sinkonidina
Senyawa ini pada umumnya berguna sebagai anti malaria, alkaloid ini terdapat pada kulit batang (cotex) dari tumbuhan Cinchona succirubra (fam : Rubiaceae). Ada beberapa jenis dari Cinchona diantaranya C. Calisaya yang berwarna kuning berasal dari Peru dan Bolivia, C. Officinalis dan C. Ledgeriana lebih banyak di Indonesia yang ditanam di pulau jawa. Sebelum PD II Indonesia menyuplai 90% kebutuhan kina di dunia, ketika Jepang memutuskan suplai ini maka diusahan beberapa obat antimalaria sintetik (kloroquin, kunaikri dan primakrin) untuk menggantika kina.
2. Akronisina
Berasal dari kulit batang tumbuhan Acronychia bauery (fam : Rutaceae, berfungsi sebagai antineoplastik yang tealah diujikan pada hewan coba dan diharapkan mampu merupakan obat yang efektif untuk kemoterapi neoplasma pada manusia.
3. Camptothecin.
Diperoleh dari buah, sebagian kayu atau kulit dari pohon Camptotheca acuminata (fam : Nyssaceae), suatu pohon yang secara endemik tumbuh di daratan cina. Ekstrak dari tumbuhan ini ternyata mempunyai keaktifan terhadap leukemia limpoid.
4. Viridicatin
Merupakan subtansi antibiotik dari mycelium jamur Penicillium viridicatum (fam : Aspergillaceae), senyawa ini aktif untuk semua jenis Plasmodium (kecuali P. vivax) penyebab malaria. Penggunaan senyawa ini memiliki efek samping berupa Cindronism yaitu pendengaran berkuran.
4. Alkaloid Isoquinolin
Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen dengan struktur inti :
1. Morfin
Penggunaan morfin khusus pada nyeri hebat akut dan kronis , seperti pasca bedah dan setelah infark jantung, juga pada fase terminal dari kanker.Morfin sering diperlukan untuk nyeri yang menyertai : 1). Infark miokard; 2). Mioplasma;3). Kolik renal atau kolik empedu ; 4). Oklusio akut pembuluh darah perifer , pulmonal atau koroner;5) perikarditis akut, pleuritis dan pneumotoraks spontan dan 6). Nyeri akibat trauma misalnya luka bakar , fraktur dan nyeri pasca-bedah. Morfin diperoleh dari biji dan buah tumbuhan Papaver somniferum dan P. Bracheatum (fam : Papaveraceae) salah satu hasil tanaman ini berupa hasil sadapan dari getah buah yang dikenal sebagai “opium” yang berarti candu, Candu merupakan „ibu‟ dari morfin, mulanya dikembangkan sebagai obat penghilang rasa sakit sekitar tahun 1810. Morfin dikategorikan sebagai obat yang ajaib karena mampu mengurangi rasa sakit akibat operasi atau luka parah. Pada saat dikonsumsi, obat ini menyebabkan penggunanya berada dalam kondisi mati rasa sekaligus diliputi perasaan senang/ euforia seperti sedang berada dalam alam mimpi. Oleh karena efek sampingnya yang berupa euforia ini, pada tahun 1811 obat ini diberi nama Morpheus sama seperti nama dewa mimpi Yunani oleh Dr. F.W.A. Serturner, seorang ahli obat dari Jerman. Pertengahan tahun 1850, morfin telah tersedia di seluruh Amerika Serikat dan semakin populer dalam dunia kedokteran. Morfin dimanfaatkan sebagai obat penghilang rasa sakit yang membuat takjub dokter-dokter pada masa itu. Sayangnya, ketergantungan terhadap obat tersebut terlewatkan, tidak terdeteksi sampai masa Perang Saudara berakhir. Dengan adanya penggunaan yang berlebihan yang terus menerus ataupun kadang-kadang dari suatu obat yang secara tidak layak atau menyimpang dari norma pengobatan yang lazim maka hal tersebut dikatakan drug abuse terlebih lagi apabila pada pemakaian morfin sebagai obat keras. Morfin tergolong kedalam hard drugs yakni zat-zat yang pada penggunaan kronis menyebabkan perubahan – perubahan dalam tubuh si pemakai, sehingga penghentiannya menyebabkan gangguan serius bagi fisiologi tubuh, yang disebut gejala penarikan atau gejala abstimensi. Gejala ini mendorong bagi si pecandu untuk terus menerus menggunakan zat – zat ini untuk menghindarkan timbulnya gejala abstimensi.dilain pihak , dosis yang digunakan lambat laun harus ditingkatkan untuk memperoleh efek sama yang dikehendaki (toleransi). Hard drugs menyebabkan ketergantungan fisik (ketagihan ) hebat dan menyebabkan toleransi terhadap dosis yang digunakan.
2. Emetina
Senyawa ini berfunsi sebagai emetik dan ekspektoran, diperoleh dari akar tumbuhan Cephaelis ipecacuanha dan C. Acuminata (fam : Rubiaceae) 3. Hidrastina dan Karadina Senyawa ini berasal dari tumbuhan Hydrastis canadensis (fam : Ranunculaceae) dikenal pula sebagai Yellowroot; bagian yang digunakan berupa umbi akar berkhasiat sebagai adstrigensia pada radang selaput lendir. 4. Beberina Berupa akar dan umbi akar dari tumbuhan Berberis vulgaris (dari Oregon), B. Amition (dari Himalaya), dan B. aristaca (India) dari familia Berberidaceae yang berguna sebagai zat pahit/amara dan antipiretik.
5. Alkaloid Indol
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 cincin indol dengan inti seperti di bawah ini :
1. Reserpina
Merupakan hasil ekstraksi dari akar tumbuhan Rauwolfia serpentine dari suku Apocynaceae yang terkadang bercampur dengan fragmen rhizima dan bagian batang yang melekat padanya. Senyawa ini berfungsi sebagai antihipertensi. Dalam perdagangan terdapat 5 jenis yaitu R. Serpentine, R. Canescens, R. Micratha, dan R. Tetraphylla. Selain sebagai anti hipertensi juga berfungsi sebagai traqulizer (penenang),
2. Vinblastina, Vinleusina, Vinrosidina, Vinkristina
Diperoleh dari tumbuhan Vinca rosea, Catharanthus roseus (fam : Apocynaceae) berupa herba yang berkhasiat sebagai antitumor.
3. Sriknina & Brusina
Berasal dari tumbuhan Strychnos nux-vomica dan S. ignatii (fam :Loganiaceae) yang terdapat di Filifina, Vietnam dan Kamboja. Bagian tanaman yang diambil berupa ekstrak biji yang telah kering dengan khasiat sebagai tonikum dalam dosis yang kecil sedangkan dalam pertanian digunakan sebagai ratisida (racun tikus).
4. Fisostigmina & Eserina
Simplisianya dikenal dengan nama Calabar bean, ordeal bean, chop nut dan split nut berupa biji dari tumbuhan Physostigma venenosum (fam : Leguminosae) yang berkhasiay sebagai konjungtiva pengobatan glaukoma.
5. Ergotoksina, Ergonovina, & Ergometrina
Alkaloid ini asalnya berbeda dibandingkan dengan yang lain, sebab berasal dari jamur yang menempel pada sejenis tumbuhan gandum yang kemudian dikeringkan. Jamur ini berguna sebagai vasokonstriktor untuk penyakit migrain yang spesifik dan juga sebagai oxytoksik. Diperoleh dari sisik jamur yang menempel pada tumbuhan Claviceps purpurea (fam: Hypocreaceae), jamur ini merupakan parasit pada tumbuhan tersebut, selain itu jamur ini juga terdapat pada tumbuhan Secale cornutum (fam: Graminae). 6. Kurare Diperoleh dari kulit batang Stricnos crevauxii, C. Castelnaci, C. Toxifera (fam:loganiaceae) dan Chondodendron tomentosum (fam: Menispermaceae) yang berguna sebai relaksan pada otot.
6. Alkaloid Imidazol
Berupa cincin karbon mengandung 2 atom nitrogen, dengan inti :
Lingkaran Imidazol merupakan inti dasar dari pilokarpin yang berasal dari daun tumbuhan Pilocarpus jaborandi atau Jaborandi rermambuco, P. Microphylus atau J. marashm, dan P. Pinnatifolius atau J. Paraguay dari familia Rutaceae yang berkhasiat sebagai konjungtiva pada penderita glaukoma.
7. Alkaloid Lupinan
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom N, intinya adalah :
alkaloid ini ditemukan pada Lunpinus luteus, Cytisus scopartus (fam : Leguminocaea) dan Anabis aphylla (fam : Chenopodiaceae) berupa daun tumbuhan yang telah dikeringkan berkhasiat sebagai oksitoksik.
8. Alkaloid Steroid
Mengandung 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dan 1 rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon. Inti dari steroid adalah :
Alkaloid steroid terbagi atas 3 golongan yaitu :
1. Golongan I : Sevadina, Germidina, Germetrina, Neogermetrina, Gemerina, Neoprotoperabrena, Veletridina
2. Golongan II : Pseudojervina, Veracrosina, Isorobijervosia
3. Golongan III : Germina, Jervina, Rubijervina, Isoveratromina
1. Germidina, Germitrina Diperoleh dari umbi akar tumbuhan Veratrum viride (fam: Liliaceae) yang berguna sebagai antihipertensi.
2. Protoveratrin Diperoleh dari umbi akar tumbuhan Veratrum album (fam : Liliaceae) yang berguna sebagai insektisida & antihioertensi.
3. Sevadina Diperoleh dari biji sebadilla (Sebadilla Semen) dari tumbuhan Schonecaulon officinalis (fam: Liliaceae) berguna sebagai insektisida.
9. Alkaloid Amina
Golongan ini tidak mengandung N heterosiklik. Banyak yang merupakan tutrunan sederhana dari feniletilamin dan senyawa-senyawa turunan dari asam amino fenilalanin atau tirosin.
1. Efedrina
Berasal dari herba tumbuhan Ephedra distachya, E. Sinica dan E. Equisetina (fam : Gnetaceae) berguna sebagai bronkodilator. Tumbuhan ini juga dikenal dengan nama “Ma Huang” dalam bahasa Cina “Ma” berarti sepat sedangkan „Huang” berati kuning, hal ini mungkin dihubungkan dengan rasa dan warnan simplisia ini. Selain dari persenyawaan alam, alkaliod ini juga dibuat dalam bentuk sintetis garam seperti Efedrin Sulfat dan Efedrin HCl yang berbetuk kristal, sifatsifat farmakologiknya sama dengan Efedrin dan dipakai sebagai simpatomimetik.
2. Kolkisina
Alkaloid ini berasal dari biji tumbuhan Colchicum autumnalei (fam : Liliaceae) berguna sebagai antineoplasmik dan stimulan SSP, selain pada biji kormus (pangkal batang yang ada di dalam tanah) tumbuhan ini juga mengandung alkaloid yang sama.
3. d- Norpseudo Efedrina
Senyawa di atas diperoleh dari daun-daun segar tumbuhan Catha edulis (fam : Celastraceae) nama lain dari tumbuah ini dalah Khat atau teh Abyssina, tumbuhan ini berupa pohon kecil atau semak-semak yang berasal dari daerah tropik Afrika Timur. Khasiat dari simplisia ini adalah stimulan pada SSP.
4. Meskalina
Diperoleh dari sejenis tumbuhan cactus Lophophora williamsii (fam : Cactaceae) dikenal dengan nama Peyote yang dapat menyebabkan halusinasi dan euphoria
10. Alkaloid Purin
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 4 atom nitrogen; dengan inti :
Susunan inti heterosiklik yang terdiri dari cincin pirimidin yang tergabung dengan Imidazole
1. Kafeina (1,3,7, Trimetil Xanthin)
Alkaliod ini diperoleh dari biji kopi Coffe arabica, C. Liberica (fam: Rubiaceae) mengandung kafein. Aksi dari kopi pada prinsipnya di dasarkan pada daya kerja kafein, yang bekerja pada susunan syaraf pusat, ginjal, otot – otot jantung. tumbuhan lain yang juga mengandung caffein seperti camellia sinensis (fam: Theaceae), cola nitida (fam starculiaceae).
2. Theobromina (3,7 Dimetil Xantin)
Diperoleh dari biji tumbuhan Theobroma cacao (fam: Sterculaceae) yang berguna sebagai diuretik dan stimulan SSP.
3. Theofilina (1,3 Dimetil Xantin)
Merupakan isomerdari 1,3 dimetil xantin (isomer Theobromina) yang berguna sebagai bronkodilator dan diuretik)
b. Alkaloid tanpa atom nitrogen yang heterosilik
Dimana, atom nitrogen tidak terletak pada cincin karbon tetapi pada salah satu atom karbon pada rantai samping.
1. Alkaloid Efedrin (alkaloid amine)
Mengandung 1 atau lebih cincin karbon dengan atom Nitrogen pada salah satu atom karbon pada rantai samping. Termasuk Mescalin dari Lophophora williamsii, Trichocereus pachanoi, Sophora secundiflora, Agave americana, Agave atrovirens, Ephedra sinica, Cholchicum autumnale.
2. Alkaloid Capsaicin
Dari Chile peppers, genus Capsicum. Yaitu ; Capsicum pubescens, Capsicum baccatum, Capsicum annuum, Capsicum frutescens, Capsicum chinense.
2.2 KAFEIN
Pada tahun 1819, kimiawan Jerman Friedlieb Ferdinand Runge berhasil mengisolasi kafeinan yang relatif murni untuk pertama kalinya. Menurut Runge, ia melakukannya atas perintah Johann Wolfgang von Goethe. Pada tahun 1827, Oudry mengisolasi "teina" dari teh, namun kemudian dibuktikan oleh Mulder dan Jobst bahwa teina tersebut merupakan senyawa yang sama dengan kafeina. Struktur kafeina berhasil dipecahkan pada akhir abad ke-19 oleh Hermann Emil Fischer, yang juga merupakan orang yang pertama kali berhasil mensintesis total senyawa ini.
Semua atom nitrogen kafeina pada dasarnya planar (hibridisasi orbital sp2), menyebabkan molekul kafeina bersifat aromatik. Karena kafeina dengan mudah didapatkan sebagai produk samping proses dekafeinasi, kafeina biasanya tidak disentesis secara kimiawi. Apabila diperlukan, kafeina dapat disintesis dari dimetilurea dan asam malonat.
2.2.1 Metabolisme dan toksisitas
Kafeina memiliki molekul metabolit yaitu 1-3-7-asam trimetilurat, paraksantina, teofillina dan teobromina dengan masing-masing lintasan metabolismenya. Kafeina mengikat reseptor adenosina di otak. Adenosina ialah nukleotida yang mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti adenosina, molekul kafeina juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya berbeda. Kafeina tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak, sebaliknya menghalangi adenosina untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan mengakibatkan hormon epinefrin terlepas. Hormon tersebut akan menaikkan detak jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot, mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari hati. Lebih jauh, kafeina juga menaikkan permukaan neurotransmiter dopamin di otak.
Kafeina dapat dikeluarkan dari otak dengan cepat, tidak seperti alkohol atau perangsang sistem saraf pusat yang lain sehingga tidak mengganggu fungsi mental tinggi dan tumpuan otak. Konsumsi kafeina secara berkelanjutan akan menyebabkan tubuh menjadi toleran terhadap kehadiran kafeina. Oleh sebab itu, jika produksi internal kafeina diberhentikan (dinamakan "pelepasan ketergantungan"), tubuh menjadi terlalu sensitif terhadap adenosina dan menyebabkan tekanan darah turun secara mendadak yang seterusnya mengakibatkan sakit kepala dan gejala-gejala lainnya. Kajian terbaru menyebutkan kafeina dapat mengurangi risiko penyakit Parkinson, tetapi hal itu masih memerlukan kajian mendalam.
Walaupun masih aman bagi manusia, kafeina, teofilina, dan teobromina (pada kakao) lebih meracun bagi sebagian hewan, seperti kucing dan anjing karena perbedaan dari segi metabolisme hati.
Kafeina atau lebih populernya kafein, ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa pahit yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan. Kafeina ditemukan oleh seorang kimiawan Jerman, Friedrich Ferdinand Runge, pada tahun 1819. Ia menciptakan istilah "kaffein" untuk merujuk pada senyawa kimia pada kopi. Kafeina juga disebut guaranina ketika ditemukan pada guarana, mateina ketika ditemukan pada mate, dan teina ketika ditemukan pada teh. Semua istilah tersebut sama-sama merujuk pada senyawa kimia yang sama.
Kafeina dijumpai secara alami pada bahan pangan seperti biji kopi, daun teh, buah kola, guarana, dan maté. Pada tumbuhan, ia berperan sebagai pestisida alami yang melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Ia umumnya dikonsumsi oleh manusia dengan mengekstraksinya dari biji kopi dan daun teh.
Kafeina merupakan obat perangsang sistem pusat saraf pada manusia dan dapat mengusir rasa kantuk secara sementara. Minuman yang mengandung kafeina, seperti kopi, teh, dan minuman ringan, sangat digemari. Kafeina merupakan zat psikoaktif yang paling banyak dikonsumsi di dunia. Tidak seperti zat psikoaktif lainnya, kafeina legal dan tidak diatur oleh hukum di hampir seluruh yuridiksi dunia. Di Amerika Utara, 90% orang dewasa mengkonsumsi kafeina setiap hari.
2.2.2 Keberadaan Biji kopi, sumber utama kafeina
Kafeina dijumpai pada banyak spesies tumbuhan, di mana ia berperan sebagai pestisida alami. Dilaporkan bahwa kadar kafeina yang tinggi dijumpai pada semaian yang baru tumbuh. Kafeina melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Kadar kafeina yang tinggi juga ditemukan pada tanah disekitar semai biji kopi. Diketahui bahwa ia berperan sebagai penghambat perkecambahan yang menghambat perkecambahan semai kopi lain di sekitarnya, sehingga meningkatkan tingkat keberlangsungan hidup kecambah kopi itu sendiri.
Sumber kafeina yang umumnya sering digunakan adalah kopi, teh, dan kakao. Selain itu, tanaman maté dan guarana juga kadang-kadang digunakan dalam pembuatan minuman energi dan teh. Dua nama alternatif kafeina, mateina dan guaranina, berasal dari nama dua tanaman tersebut. Beberapa penggemar mate mengklaim bahwa mateina adalah stereoisomer dari kafeina. Hal ini tidaklah benar, karena kafeina merupakan molekul akiral, sehingga ia tidak mempunyai enantiomer ataupun stereoisomer. Kesan dan efek berbeda yang dijumpai pada berbagai sumber kafeina alami disebabkan oleh sumber-sumber kafeina tersebut juga mengandung campuran alkaloid xantina lainnya, meliputi teofilina yang merangsang detak jantung, teobromina, dan zat-zat lainnya seperti polifenol.
Sumber utama kafeina dunia adalah biji kopi. Kandungan kafeina pada kopi bervariasi, tergantung pada jenis biji kopi dan metode pembuatan yang digunakan. Secara umum, satu sajian kopi mengandung sekitar 40 mg (30 mL espresso varietas arabica) kafeina, sampai dengan 100 mg kafeina untuk satu cangkir (120 mL) kopi. Umumnya, kopi dark-roast memiliki kadar kafeina yang lebih rendah karena proses pemanggangan akan mengurangi kandungan kafeina pada biji tersebut. Kopi varietas arabica umumnya mengandung kadar kafeina yang lebih sedikit daripada kopi varietas robusta.[16] Kopi juga mengandung sejumlah kecil teofilina, namun tidak mengandung teobromina.
Teh merupakan sumber kafeina lainnya. Walaupun teh mengandung kadar kafeina yang lebih tinggi daripada kopi, umumnya teh disajikan dalam kadar sajian yang jauh lebih rendah. Kandungan kafeina juga bervariasi pada jenis-jenis daun teh yang berbeda. Teh mengandung sejumlah kecil teobromina dan kadar teofilina yang sedikit lebih tinggi daripada kopi. Warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk menentukan kandungan kafeina. Sebagai contoh, teh seperti teh hijau Jepang gyokuro yang berwarna lebih pucat mengandung jauh lebih banyak kafeina daripada teh lapsang souchong yang berwarna lebih gelap.
Kafeina juga terkandung dalam sejumlah minuman ringan seperti kola. Minuman ringan biasanya mengandung sekitar 10 sampai 50 miligram kafeina per sajian. Kafeina pada minuman jenis ini berasal dapat berasal dari bahan ramuan minuman itu sendiri ataunya dari bahan aditif yang didapatkan dari proses dekafeinasi. Guarana, bahan utama pembuatan minuman energi, mengandung sejumlah besar kafeina dengan jumlah teobromina dan teofilina yang kecil.
Coklat yang didapatkan dari biji kakao mengandung sejumlah kecil kafeina. Efek rangsangan yang dihasilkan oleh coklat berasal dari efek kombinasi teobromina, teofilina, dan kafeina. Coklat mengandung jumlah kafeina yang sangat sedikit untuk mengakibatkan rangsangan yang setara dengan kopi. 28 g sajian coklat susu batangan mengandung kadar kafeina yang setara dengan secangkir kopi yang didekafeinasi.
BAB III
KESIMPULAN
3.1 KESIMPULAN
Terlalu banyak kafeina dapat menyebabkan peracunan (intoksikasi) kafeina (yaitu mabuk akibat kafeina). Antara gejala penyakit ini ialah keresahan, kerisauan, insomnia, keriangan, muka merah, kerap kencing (diuresis), dan masalah gastrointestial. Gejala-gejala ini bisa terjadi walaupun hanya 250 mg kafeina yang diambil. Jika lebih dari 1g kafeina dikonsumsi dalam satu hari, gejala seperti kejang otot (muscle twitching), kekusutan pikiran dan perkataan, aritmia kardium (gangguan pada denyutan jantung)m dan gejolak psikomotor (psychomotor agitation) bisa terjadi. Intoksikasi kafeina juga bisa mengakibatkan kepanikan dan penyakit kerisauan.
DAFTAR PUSTAKA
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Senyawa Alkaloid adalah Senyawa kimia terutama senyawa organik hasil metabolisme dapat dibagi dua yaitu yang pertama senyawa hasil metabolisme primer, contohnya karbohidrat, protein, lemak, asam nukleat, dan enzim. Senyawa kedua adalah senyawa hasil metabolisme sekunder, contohnya terpenoid, steroid, alkaloid dan flavonoid. Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan di alam. Hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan tingkat tinggi. Sebagian besar alkaloid terdapat pada tumbuhan dikotil sedangkan untuk tumbuhan monokotil dan pteridofita mengandung alkaloid dengan kadar yang sedikit.
Selanjutnya dalam Meyer’s Conversation Lexicons tahun 1896 dinyatakan bahwa alkaloid terjadi secara karakteristik di dalam tumbuh- tumbuhan, dan sering dibedakan berdasarkan kereaktifan fisiologi yang khas. Senyawa ini terdiri atas karbon, hidrogen, dan nitrogen, sebagian besar diantaranya mengandung oksigen. Sesuai dengan namanya yang mirip dengan alkali (bersifat basa) dikarenakan adanya sepasang elektron bebas yang dimiliki oleh nitrogen sehingga dapat mendonorkan sepasang elektronnya. Kesulitan mendefinisikan alkaloid sudah berjalan bertahun-tahun.
Definisi tunggal untuk alkaloid belum juga ditentukan. Trier menyatakan bahwa sebagai hasil kemajuan ilmu pengetahuan, istilah yang beragam senyawa alkaloid akhirnya harus ditinggalkan (Hesse, 1981).Garam alkaloid dan alkaloid bebas biasanya berupa senyawa padat, berbentuk kristal tidak berwarna (berberina dan serpentina berwarna kuning). Alkaloid sering kali optik aktif, dan biasanya hanya satu dari isomer optik yang dijumpai di alam, meskipun dalam beberapa kasus dikenal campuran rasemat, dan pada kasus lain satu tumbuhan mengandung satu isomer sementara tumbuhan lain mengandung enantiomernya (Padmawinata, 1995). Ada juga alkaloid yang berbentuk cair, seperti konina, nikotina, dan
higrina. Sebagian besar alkaloid mempunyai rasa yang pahit. Alkaloid juga mempunyai sifat farmakologi. Sebagai contoh, morfina sebagai pereda rasa sakit, reserfina sebagai obat penenang, atrofina berfungsi sebagai antispamodia, kokain sebagai anestetik lokal, dan strisina sebagai stimulan syaraf (Ikan, 1969).
Alkaloid telah dikenal selama bertahun-tahun dan telah menarik perhatian terutama karena pengaruh fisiologinya terhadap mamalia dan pemakaiannya di bidang farmasi, tetapi fungsinya dalam tumbuhan hampir sama sekali kabur. Beberapa pendapat mengenai kemungkinan perannya dalam tumbuhan sebagai berikut (Padmawinata, 1995):
1. Alkaloid berfungsi sebagai hasil buangan nitrogen seperti urea dan asam urat dalam hewan (salah satu pendapat yang dikemukan pertama kali, sekarang tidak dianut lagi).
2. Beberapa alkaloid mungkin bertindak sebagai tandon penyimpanan nitrogen meskipun banyak alkaloid ditimbun dan tidak mengalami metabolisme lebih lanjut meskipun sangat kekurangan nitrogen.
3. Pada beberapa kasus, alkaloid dapat melindungi tumbuhan dari serangan parasit atau pemangsa tumbuhan. Meskipun dalam beberapa peristiwa bukti yang mendukung fungsi ini tidak dikemukakan, mungkin merupakan konsep yang direka-reka dan bersifat ‘manusia sentris’.
4. Alkaloid dapat berlaku sebagai pengatur tumbuh, karena dari segi struktur, beberapa alkaloid menyerupai pengatur tumbuh. Beberapa alkaloid merangasang perkecambahan yang lainnya menghambat.
5. Semula disarankan oleh Liebig bahwa alkaloid, karena sebagian besar bersifat basa, dapat mengganti basa mineral dalam mempertahankan kesetimbangan ion dalam tumbuhan.
Berdasarkan lokasi atom nitrogen di dalam struktur alkaloid, alkaloid
dapat dibagi atas 5 golongan:
1. Alkaloid heterosiklis
2. Alkaloid dengan nitrogen eksosiklis dan amina alifatis
3. Alkaloid putressina, spermidina, dan spermina
4. Alkaloid peptida
5. Alkaloid terpena
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 ISI
Alkaloid adalah sebuah golongan senyawa basa bernitrogen yang kebanyakan heterosiklik dan terdapat di tetumbuhan (tetapi ini tidak mengecualikan senyawa yang berasal dari hewan). Asam amino, peptida, protein, nukleotid, asam nukleik, gula amino dan antibiotik biasanya tidak digolongkan sebagai alkaloid. Dan dengan prinsip yang sama, senyawa netral yang secara biogenetik berhubungan dengan alkaloid termasuk digolongan ini.
2.1.1 Sifat-Sifat Fisika
Umumnya mempunyai 1 atom N meskipun ada beberapa yang memiliki lebih dari 1 atom N seperti pada Ergotamin yang memiliki 5 atom N. Atom N ini dapat berupa amin primer, sekunder maupun tertier yang semuanya bersifat basa (tingkat kebasaannya tergantung dari struktur molekul dan gugus fungsionalnya) Kebanyakan alkaloid yang telah diisolasi berupa padatan kristal tidak larut dengan titik lebur yang tertentu atau mempunyai kisaran dekomposisi. Sedikit alkaloid yang berbentuk amorf dan beberapa seperti; nikotin dan koniin berupa cairan.
Kebanyakan alkaloid tidak berwarna, tetapi beberapa senyawa yang kompleks, species aromatik berwarna (contoh berberin berwarna kuning dan betanin berwarna merah). Pada umumnya, basa bebas alkaloid hanya larut dalam pelarut organik, meskipun beberapa pseudoalkalod dan protoalkaloid larut dalam air. Garam alkaloid dan alkaloid quartener sangat larut dalam air.
2.1.2 Sifat-Sifat Kimia
Kebanyakan alkaloid bersifat basa. Sifat tersebut tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen.Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai contoh; gugus alkil, maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa. Hingga trietilamin lebih basa daripada dietilamin dan senyawa dietilamin lebih basa daripada etilamin. Sebaliknya, bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (contoh; gugus karbonil), maka ketersediaan pasangan elektron berkurang dan pengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral atau bahkan sedikit asam. Contoh ; senyawa yang mengandung gugus amida.
Kebasaan alkaloid menyebabkan senyawa tersebut sangat mudah mengalami dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan adanya oksigen. Hasil dari reaksi ini sering berupa N-oksida. Dekomposisi alkaloid selama atau setelah isolasi dapat menimbulkan berbagai persoalan jika penyimpanan berlangsung dalam waktu yang lama. Pembentukan garam dengan senyawa organik (tartarat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat) sering mencegah dekomposisi. Itulah sebabnya dalam perdagangan alkaloid lazim berada dalam bentuk garamnya.
2.1.3 Klasifikasi
Pada bagian yang memaparkan sejarah alkaloid, jelas kiranya bahwa alkaloid sebagai kelompok senyawa, tidak diperoleh definisi tunggal tentang alkaloid. Sistem klasifikasi yang diterima, menurut Hegnauer, alkaloid dikelompokkan sebagai :
(a) Alkaloid sesungguhnya,
Alkaloid sesungguhnya adalah racun, senyawa tersebut menunjukkan aktivitas phisiologi yang luas, hampir tanpa terkecuali bersifat basa; lazim mengandung Nitrogen dalam cincin heterosiklik ; diturunkan dari asam amino ; biasanya terdapat “aturan” tersebut adalah kolkhisin dan asam aristolokhat yang bersifat bukan basa dan tidak memiliki cincin heterosiklik dan alkaloid quartener, yang bersifat agak asam daripada bersifat basa.
(b) Protoalkaloid
Protoalkaloid merupakan amin yang relatif sederhana dimana nitrogen dan asam amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Protoalkaloid diperoleh berdasarkan biosintesis dari asam amino yang bersifat basa. Pengertian ”amin biologis” sering digunakan untuk kelompok ini. Contoh, adalah meskalin, ephedin dan N,N-dimetiltriptamin.
(c) Pseudoalkaloid. Meskipun terdapat beberapa perkecualian.
Pseudoalkaloid tidak diturunkan dari prekursor asam amino. Senyawa biasanya bersifat basa. Ada dua seri alkaloid yang penting dalam khas ini, yaitu alkaloid steroidal (contoh: konessin dan purin (kaffein)).
Berdasarkan atom nitrogennya, alkaloid dibedakan atas:
a. Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik
Dimana atom nitrogen terletak pada cincin karbonnya. Yang termasuk pada golongan ini adalah :
1. Alkaloid Piridin-Piperidin
Mempunyai satu cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen, dengan struktur inti :
Golongan ini dibagi dalam 4 sub golongan : 1. Turunan Piperidin, meliputi piperini yang diperoleh dari Piperis nigri Fructus; yang berasal dari tumbuhan Piperis nigri (fam : Piperaceae) berguna sebagai bumbu dapur. 2. Turunan Propil-Piperidin, meliputi koniin yang diperoleh dari Conii Fructus; yang berasal dari tumbuhan Conium maculatum (Fam: Umbelliferae) berguna sebagai antisasmodik dan sedatif. 3. Turunan Asam Nikotinan, meliputi arekolin yang diperoleh dari Areca Semen; yang berasal dari tumbuhan Areca catechu (fam: Palmae) berguna sebagai anthelmentikum pada hewan. 4. Turunan Pirinin & Pirolidin, meliputi nikotin yang diperoleh dari Nicoteana Folium; yang berasal dari tumbuhan Nicotiana tobaccum (fam: Solanaceae) berguna sebagai antiparasit, insektisida dan antitetanus. Tumbuhan yang juga mengandung alkaloid ini adalah kuli dari Punica granatum (fam: Punicaceae) yang berguna sebagai taenifuga.
2. Alkaloid Tropan
Mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metilnya (N-CH3). Alkaloid ini dapat mempengaruhi sistem saraf pusat termasuk yang ada pada otak maupun sumsum tulang belakang, struktur intinya :
1. Hiosiamin dan Skopolamin
Berasal dari tumbuhan Datura stramonium, D. Metel (fam Solanaceae), tumbuh pada daerah yang memiliki suhu yang panas daun dan bijinya mengandung alkaloid Skopolamin; berfungsi sebagai antispasmodik dan sedative. Pada tumbuhan Hyoscyamus muticus dan H. Niger (fam Solanaceae), tumbuh didaerah Amerika Selatan dan Kanada dikenal dengan nama “Henbane” daun dan bijinya digunakan sebagai relaksan pada otot.
2. Kokain
Senyawa ini berfungi sebagai analgetik narkotik yang menstimulasi pusat syaraf, selain itu juga berfungsi sebagai antiemetik dan midriatik. Zat ini bersal dari daun tumbuhan Erythroxylum coca, E. Rusby dan E. Novogranatense (fam Erythroxylaceae). Kokain lebih banyak disalahgunakan (drug abuse) oleh sebagian orang dengan nama-nama yang lazim dikalangan mereka seperti snow, shabu-shabu, crak dan sebagainya. 3. Atropin, Apotropin dan Belladonina Atropa dari bahasa Yunani yaitu terdiri dari kata “Atropos” yang berarti tidak dapat dibengjokkan atau disalahgunakan, ini disebabkan karena belladona merupakan obat yang sangat beracun dan dapat menyebabkan kematian. Belladonna barasal dari bahasa Italia “Bella” artinya cantik dan “Donna” artinya wanita. Bila cairan buah diteteskan pada mata akan menyebabkan dilatasi dari pupil mata sehingga menjadi sangat menarik Akar dan daun tumbuhan Atropa belladonna (fam Solanaceae) merupakan sumber dari senyawa ini, digunakan sebagai antispamolitik, antikolinergik, anti asma dan midriatik. Zat ini merupakan hasil dari hiosiamin selama ekstraksi sehingga tak dapat ditemukan dalam tanaman. Atropin yang dihasilkan secara sintetik lebih mahal daripada yang berasal dari ekstraksi dari tanaman dan tidak dapat disaingi harganya.
3. Alkaloid Quinolin
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dengan struktur inti seperi di bawah ini:
1. Kinina, Kinidina, Sinkonidin, Sinkonidina
Senyawa ini pada umumnya berguna sebagai anti malaria, alkaloid ini terdapat pada kulit batang (cotex) dari tumbuhan Cinchona succirubra (fam : Rubiaceae). Ada beberapa jenis dari Cinchona diantaranya C. Calisaya yang berwarna kuning berasal dari Peru dan Bolivia, C. Officinalis dan C. Ledgeriana lebih banyak di Indonesia yang ditanam di pulau jawa. Sebelum PD II Indonesia menyuplai 90% kebutuhan kina di dunia, ketika Jepang memutuskan suplai ini maka diusahan beberapa obat antimalaria sintetik (kloroquin, kunaikri dan primakrin) untuk menggantika kina.
2. Akronisina
Berasal dari kulit batang tumbuhan Acronychia bauery (fam : Rutaceae, berfungsi sebagai antineoplastik yang tealah diujikan pada hewan coba dan diharapkan mampu merupakan obat yang efektif untuk kemoterapi neoplasma pada manusia.
3. Camptothecin.
Diperoleh dari buah, sebagian kayu atau kulit dari pohon Camptotheca acuminata (fam : Nyssaceae), suatu pohon yang secara endemik tumbuh di daratan cina. Ekstrak dari tumbuhan ini ternyata mempunyai keaktifan terhadap leukemia limpoid.
4. Viridicatin
Merupakan subtansi antibiotik dari mycelium jamur Penicillium viridicatum (fam : Aspergillaceae), senyawa ini aktif untuk semua jenis Plasmodium (kecuali P. vivax) penyebab malaria. Penggunaan senyawa ini memiliki efek samping berupa Cindronism yaitu pendengaran berkuran.
4. Alkaloid Isoquinolin
Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen dengan struktur inti :
1. Morfin
Penggunaan morfin khusus pada nyeri hebat akut dan kronis , seperti pasca bedah dan setelah infark jantung, juga pada fase terminal dari kanker.Morfin sering diperlukan untuk nyeri yang menyertai : 1). Infark miokard; 2). Mioplasma;3). Kolik renal atau kolik empedu ; 4). Oklusio akut pembuluh darah perifer , pulmonal atau koroner;5) perikarditis akut, pleuritis dan pneumotoraks spontan dan 6). Nyeri akibat trauma misalnya luka bakar , fraktur dan nyeri pasca-bedah. Morfin diperoleh dari biji dan buah tumbuhan Papaver somniferum dan P. Bracheatum (fam : Papaveraceae) salah satu hasil tanaman ini berupa hasil sadapan dari getah buah yang dikenal sebagai “opium” yang berarti candu, Candu merupakan „ibu‟ dari morfin, mulanya dikembangkan sebagai obat penghilang rasa sakit sekitar tahun 1810. Morfin dikategorikan sebagai obat yang ajaib karena mampu mengurangi rasa sakit akibat operasi atau luka parah. Pada saat dikonsumsi, obat ini menyebabkan penggunanya berada dalam kondisi mati rasa sekaligus diliputi perasaan senang/ euforia seperti sedang berada dalam alam mimpi. Oleh karena efek sampingnya yang berupa euforia ini, pada tahun 1811 obat ini diberi nama Morpheus sama seperti nama dewa mimpi Yunani oleh Dr. F.W.A. Serturner, seorang ahli obat dari Jerman. Pertengahan tahun 1850, morfin telah tersedia di seluruh Amerika Serikat dan semakin populer dalam dunia kedokteran. Morfin dimanfaatkan sebagai obat penghilang rasa sakit yang membuat takjub dokter-dokter pada masa itu. Sayangnya, ketergantungan terhadap obat tersebut terlewatkan, tidak terdeteksi sampai masa Perang Saudara berakhir. Dengan adanya penggunaan yang berlebihan yang terus menerus ataupun kadang-kadang dari suatu obat yang secara tidak layak atau menyimpang dari norma pengobatan yang lazim maka hal tersebut dikatakan drug abuse terlebih lagi apabila pada pemakaian morfin sebagai obat keras. Morfin tergolong kedalam hard drugs yakni zat-zat yang pada penggunaan kronis menyebabkan perubahan – perubahan dalam tubuh si pemakai, sehingga penghentiannya menyebabkan gangguan serius bagi fisiologi tubuh, yang disebut gejala penarikan atau gejala abstimensi. Gejala ini mendorong bagi si pecandu untuk terus menerus menggunakan zat – zat ini untuk menghindarkan timbulnya gejala abstimensi.dilain pihak , dosis yang digunakan lambat laun harus ditingkatkan untuk memperoleh efek sama yang dikehendaki (toleransi). Hard drugs menyebabkan ketergantungan fisik (ketagihan ) hebat dan menyebabkan toleransi terhadap dosis yang digunakan.
2. Emetina
Senyawa ini berfunsi sebagai emetik dan ekspektoran, diperoleh dari akar tumbuhan Cephaelis ipecacuanha dan C. Acuminata (fam : Rubiaceae) 3. Hidrastina dan Karadina Senyawa ini berasal dari tumbuhan Hydrastis canadensis (fam : Ranunculaceae) dikenal pula sebagai Yellowroot; bagian yang digunakan berupa umbi akar berkhasiat sebagai adstrigensia pada radang selaput lendir. 4. Beberina Berupa akar dan umbi akar dari tumbuhan Berberis vulgaris (dari Oregon), B. Amition (dari Himalaya), dan B. aristaca (India) dari familia Berberidaceae yang berguna sebagai zat pahit/amara dan antipiretik.
5. Alkaloid Indol
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 cincin indol dengan inti seperti di bawah ini :
1. Reserpina
Merupakan hasil ekstraksi dari akar tumbuhan Rauwolfia serpentine dari suku Apocynaceae yang terkadang bercampur dengan fragmen rhizima dan bagian batang yang melekat padanya. Senyawa ini berfungsi sebagai antihipertensi. Dalam perdagangan terdapat 5 jenis yaitu R. Serpentine, R. Canescens, R. Micratha, dan R. Tetraphylla. Selain sebagai anti hipertensi juga berfungsi sebagai traqulizer (penenang),
2. Vinblastina, Vinleusina, Vinrosidina, Vinkristina
Diperoleh dari tumbuhan Vinca rosea, Catharanthus roseus (fam : Apocynaceae) berupa herba yang berkhasiat sebagai antitumor.
3. Sriknina & Brusina
Berasal dari tumbuhan Strychnos nux-vomica dan S. ignatii (fam :Loganiaceae) yang terdapat di Filifina, Vietnam dan Kamboja. Bagian tanaman yang diambil berupa ekstrak biji yang telah kering dengan khasiat sebagai tonikum dalam dosis yang kecil sedangkan dalam pertanian digunakan sebagai ratisida (racun tikus).
4. Fisostigmina & Eserina
Simplisianya dikenal dengan nama Calabar bean, ordeal bean, chop nut dan split nut berupa biji dari tumbuhan Physostigma venenosum (fam : Leguminosae) yang berkhasiay sebagai konjungtiva pengobatan glaukoma.
5. Ergotoksina, Ergonovina, & Ergometrina
Alkaloid ini asalnya berbeda dibandingkan dengan yang lain, sebab berasal dari jamur yang menempel pada sejenis tumbuhan gandum yang kemudian dikeringkan. Jamur ini berguna sebagai vasokonstriktor untuk penyakit migrain yang spesifik dan juga sebagai oxytoksik. Diperoleh dari sisik jamur yang menempel pada tumbuhan Claviceps purpurea (fam: Hypocreaceae), jamur ini merupakan parasit pada tumbuhan tersebut, selain itu jamur ini juga terdapat pada tumbuhan Secale cornutum (fam: Graminae). 6. Kurare Diperoleh dari kulit batang Stricnos crevauxii, C. Castelnaci, C. Toxifera (fam:loganiaceae) dan Chondodendron tomentosum (fam: Menispermaceae) yang berguna sebai relaksan pada otot.
6. Alkaloid Imidazol
Berupa cincin karbon mengandung 2 atom nitrogen, dengan inti :
Lingkaran Imidazol merupakan inti dasar dari pilokarpin yang berasal dari daun tumbuhan Pilocarpus jaborandi atau Jaborandi rermambuco, P. Microphylus atau J. marashm, dan P. Pinnatifolius atau J. Paraguay dari familia Rutaceae yang berkhasiat sebagai konjungtiva pada penderita glaukoma.
7. Alkaloid Lupinan
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom N, intinya adalah :
alkaloid ini ditemukan pada Lunpinus luteus, Cytisus scopartus (fam : Leguminocaea) dan Anabis aphylla (fam : Chenopodiaceae) berupa daun tumbuhan yang telah dikeringkan berkhasiat sebagai oksitoksik.
8. Alkaloid Steroid
Mengandung 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dan 1 rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon. Inti dari steroid adalah :
Alkaloid steroid terbagi atas 3 golongan yaitu :
1. Golongan I : Sevadina, Germidina, Germetrina, Neogermetrina, Gemerina, Neoprotoperabrena, Veletridina
2. Golongan II : Pseudojervina, Veracrosina, Isorobijervosia
3. Golongan III : Germina, Jervina, Rubijervina, Isoveratromina
1. Germidina, Germitrina Diperoleh dari umbi akar tumbuhan Veratrum viride (fam: Liliaceae) yang berguna sebagai antihipertensi.
2. Protoveratrin Diperoleh dari umbi akar tumbuhan Veratrum album (fam : Liliaceae) yang berguna sebagai insektisida & antihioertensi.
3. Sevadina Diperoleh dari biji sebadilla (Sebadilla Semen) dari tumbuhan Schonecaulon officinalis (fam: Liliaceae) berguna sebagai insektisida.
9. Alkaloid Amina
Golongan ini tidak mengandung N heterosiklik. Banyak yang merupakan tutrunan sederhana dari feniletilamin dan senyawa-senyawa turunan dari asam amino fenilalanin atau tirosin.
1. Efedrina
Berasal dari herba tumbuhan Ephedra distachya, E. Sinica dan E. Equisetina (fam : Gnetaceae) berguna sebagai bronkodilator. Tumbuhan ini juga dikenal dengan nama “Ma Huang” dalam bahasa Cina “Ma” berarti sepat sedangkan „Huang” berati kuning, hal ini mungkin dihubungkan dengan rasa dan warnan simplisia ini. Selain dari persenyawaan alam, alkaliod ini juga dibuat dalam bentuk sintetis garam seperti Efedrin Sulfat dan Efedrin HCl yang berbetuk kristal, sifatsifat farmakologiknya sama dengan Efedrin dan dipakai sebagai simpatomimetik.
2. Kolkisina
Alkaloid ini berasal dari biji tumbuhan Colchicum autumnalei (fam : Liliaceae) berguna sebagai antineoplasmik dan stimulan SSP, selain pada biji kormus (pangkal batang yang ada di dalam tanah) tumbuhan ini juga mengandung alkaloid yang sama.
3. d- Norpseudo Efedrina
Senyawa di atas diperoleh dari daun-daun segar tumbuhan Catha edulis (fam : Celastraceae) nama lain dari tumbuah ini dalah Khat atau teh Abyssina, tumbuhan ini berupa pohon kecil atau semak-semak yang berasal dari daerah tropik Afrika Timur. Khasiat dari simplisia ini adalah stimulan pada SSP.
4. Meskalina
Diperoleh dari sejenis tumbuhan cactus Lophophora williamsii (fam : Cactaceae) dikenal dengan nama Peyote yang dapat menyebabkan halusinasi dan euphoria
10. Alkaloid Purin
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 4 atom nitrogen; dengan inti :
Susunan inti heterosiklik yang terdiri dari cincin pirimidin yang tergabung dengan Imidazole
1. Kafeina (1,3,7, Trimetil Xanthin)
Alkaliod ini diperoleh dari biji kopi Coffe arabica, C. Liberica (fam: Rubiaceae) mengandung kafein. Aksi dari kopi pada prinsipnya di dasarkan pada daya kerja kafein, yang bekerja pada susunan syaraf pusat, ginjal, otot – otot jantung. tumbuhan lain yang juga mengandung caffein seperti camellia sinensis (fam: Theaceae), cola nitida (fam starculiaceae).
2. Theobromina (3,7 Dimetil Xantin)
Diperoleh dari biji tumbuhan Theobroma cacao (fam: Sterculaceae) yang berguna sebagai diuretik dan stimulan SSP.
3. Theofilina (1,3 Dimetil Xantin)
Merupakan isomerdari 1,3 dimetil xantin (isomer Theobromina) yang berguna sebagai bronkodilator dan diuretik)
b. Alkaloid tanpa atom nitrogen yang heterosilik
Dimana, atom nitrogen tidak terletak pada cincin karbon tetapi pada salah satu atom karbon pada rantai samping.
1. Alkaloid Efedrin (alkaloid amine)
Mengandung 1 atau lebih cincin karbon dengan atom Nitrogen pada salah satu atom karbon pada rantai samping. Termasuk Mescalin dari Lophophora williamsii, Trichocereus pachanoi, Sophora secundiflora, Agave americana, Agave atrovirens, Ephedra sinica, Cholchicum autumnale.
2. Alkaloid Capsaicin
Dari Chile peppers, genus Capsicum. Yaitu ; Capsicum pubescens, Capsicum baccatum, Capsicum annuum, Capsicum frutescens, Capsicum chinense.
2.2 KAFEIN
Pada tahun 1819, kimiawan Jerman Friedlieb Ferdinand Runge berhasil mengisolasi kafeinan yang relatif murni untuk pertama kalinya. Menurut Runge, ia melakukannya atas perintah Johann Wolfgang von Goethe. Pada tahun 1827, Oudry mengisolasi "teina" dari teh, namun kemudian dibuktikan oleh Mulder dan Jobst bahwa teina tersebut merupakan senyawa yang sama dengan kafeina. Struktur kafeina berhasil dipecahkan pada akhir abad ke-19 oleh Hermann Emil Fischer, yang juga merupakan orang yang pertama kali berhasil mensintesis total senyawa ini.
Semua atom nitrogen kafeina pada dasarnya planar (hibridisasi orbital sp2), menyebabkan molekul kafeina bersifat aromatik. Karena kafeina dengan mudah didapatkan sebagai produk samping proses dekafeinasi, kafeina biasanya tidak disentesis secara kimiawi. Apabila diperlukan, kafeina dapat disintesis dari dimetilurea dan asam malonat.
2.2.1 Metabolisme dan toksisitas
Kafeina memiliki molekul metabolit yaitu 1-3-7-asam trimetilurat, paraksantina, teofillina dan teobromina dengan masing-masing lintasan metabolismenya. Kafeina mengikat reseptor adenosina di otak. Adenosina ialah nukleotida yang mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti adenosina, molekul kafeina juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya berbeda. Kafeina tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak, sebaliknya menghalangi adenosina untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan mengakibatkan hormon epinefrin terlepas. Hormon tersebut akan menaikkan detak jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot, mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari hati. Lebih jauh, kafeina juga menaikkan permukaan neurotransmiter dopamin di otak.
Kafeina dapat dikeluarkan dari otak dengan cepat, tidak seperti alkohol atau perangsang sistem saraf pusat yang lain sehingga tidak mengganggu fungsi mental tinggi dan tumpuan otak. Konsumsi kafeina secara berkelanjutan akan menyebabkan tubuh menjadi toleran terhadap kehadiran kafeina. Oleh sebab itu, jika produksi internal kafeina diberhentikan (dinamakan "pelepasan ketergantungan"), tubuh menjadi terlalu sensitif terhadap adenosina dan menyebabkan tekanan darah turun secara mendadak yang seterusnya mengakibatkan sakit kepala dan gejala-gejala lainnya. Kajian terbaru menyebutkan kafeina dapat mengurangi risiko penyakit Parkinson, tetapi hal itu masih memerlukan kajian mendalam.
Walaupun masih aman bagi manusia, kafeina, teofilina, dan teobromina (pada kakao) lebih meracun bagi sebagian hewan, seperti kucing dan anjing karena perbedaan dari segi metabolisme hati.
Kafeina atau lebih populernya kafein, ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa pahit yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan. Kafeina ditemukan oleh seorang kimiawan Jerman, Friedrich Ferdinand Runge, pada tahun 1819. Ia menciptakan istilah "kaffein" untuk merujuk pada senyawa kimia pada kopi. Kafeina juga disebut guaranina ketika ditemukan pada guarana, mateina ketika ditemukan pada mate, dan teina ketika ditemukan pada teh. Semua istilah tersebut sama-sama merujuk pada senyawa kimia yang sama.
Kafeina dijumpai secara alami pada bahan pangan seperti biji kopi, daun teh, buah kola, guarana, dan maté. Pada tumbuhan, ia berperan sebagai pestisida alami yang melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Ia umumnya dikonsumsi oleh manusia dengan mengekstraksinya dari biji kopi dan daun teh.
Kafeina merupakan obat perangsang sistem pusat saraf pada manusia dan dapat mengusir rasa kantuk secara sementara. Minuman yang mengandung kafeina, seperti kopi, teh, dan minuman ringan, sangat digemari. Kafeina merupakan zat psikoaktif yang paling banyak dikonsumsi di dunia. Tidak seperti zat psikoaktif lainnya, kafeina legal dan tidak diatur oleh hukum di hampir seluruh yuridiksi dunia. Di Amerika Utara, 90% orang dewasa mengkonsumsi kafeina setiap hari.
2.2.2 Keberadaan Biji kopi, sumber utama kafeina
Kafeina dijumpai pada banyak spesies tumbuhan, di mana ia berperan sebagai pestisida alami. Dilaporkan bahwa kadar kafeina yang tinggi dijumpai pada semaian yang baru tumbuh. Kafeina melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Kadar kafeina yang tinggi juga ditemukan pada tanah disekitar semai biji kopi. Diketahui bahwa ia berperan sebagai penghambat perkecambahan yang menghambat perkecambahan semai kopi lain di sekitarnya, sehingga meningkatkan tingkat keberlangsungan hidup kecambah kopi itu sendiri.
Sumber kafeina yang umumnya sering digunakan adalah kopi, teh, dan kakao. Selain itu, tanaman maté dan guarana juga kadang-kadang digunakan dalam pembuatan minuman energi dan teh. Dua nama alternatif kafeina, mateina dan guaranina, berasal dari nama dua tanaman tersebut. Beberapa penggemar mate mengklaim bahwa mateina adalah stereoisomer dari kafeina. Hal ini tidaklah benar, karena kafeina merupakan molekul akiral, sehingga ia tidak mempunyai enantiomer ataupun stereoisomer. Kesan dan efek berbeda yang dijumpai pada berbagai sumber kafeina alami disebabkan oleh sumber-sumber kafeina tersebut juga mengandung campuran alkaloid xantina lainnya, meliputi teofilina yang merangsang detak jantung, teobromina, dan zat-zat lainnya seperti polifenol.
Sumber utama kafeina dunia adalah biji kopi. Kandungan kafeina pada kopi bervariasi, tergantung pada jenis biji kopi dan metode pembuatan yang digunakan. Secara umum, satu sajian kopi mengandung sekitar 40 mg (30 mL espresso varietas arabica) kafeina, sampai dengan 100 mg kafeina untuk satu cangkir (120 mL) kopi. Umumnya, kopi dark-roast memiliki kadar kafeina yang lebih rendah karena proses pemanggangan akan mengurangi kandungan kafeina pada biji tersebut. Kopi varietas arabica umumnya mengandung kadar kafeina yang lebih sedikit daripada kopi varietas robusta.[16] Kopi juga mengandung sejumlah kecil teofilina, namun tidak mengandung teobromina.
Teh merupakan sumber kafeina lainnya. Walaupun teh mengandung kadar kafeina yang lebih tinggi daripada kopi, umumnya teh disajikan dalam kadar sajian yang jauh lebih rendah. Kandungan kafeina juga bervariasi pada jenis-jenis daun teh yang berbeda. Teh mengandung sejumlah kecil teobromina dan kadar teofilina yang sedikit lebih tinggi daripada kopi. Warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk menentukan kandungan kafeina. Sebagai contoh, teh seperti teh hijau Jepang gyokuro yang berwarna lebih pucat mengandung jauh lebih banyak kafeina daripada teh lapsang souchong yang berwarna lebih gelap.
Kafeina juga terkandung dalam sejumlah minuman ringan seperti kola. Minuman ringan biasanya mengandung sekitar 10 sampai 50 miligram kafeina per sajian. Kafeina pada minuman jenis ini berasal dapat berasal dari bahan ramuan minuman itu sendiri ataunya dari bahan aditif yang didapatkan dari proses dekafeinasi. Guarana, bahan utama pembuatan minuman energi, mengandung sejumlah besar kafeina dengan jumlah teobromina dan teofilina yang kecil.
Coklat yang didapatkan dari biji kakao mengandung sejumlah kecil kafeina. Efek rangsangan yang dihasilkan oleh coklat berasal dari efek kombinasi teobromina, teofilina, dan kafeina. Coklat mengandung jumlah kafeina yang sangat sedikit untuk mengakibatkan rangsangan yang setara dengan kopi. 28 g sajian coklat susu batangan mengandung kadar kafeina yang setara dengan secangkir kopi yang didekafeinasi.
BAB III
KESIMPULAN
3.1 KESIMPULAN
Terlalu banyak kafeina dapat menyebabkan peracunan (intoksikasi) kafeina (yaitu mabuk akibat kafeina). Antara gejala penyakit ini ialah keresahan, kerisauan, insomnia, keriangan, muka merah, kerap kencing (diuresis), dan masalah gastrointestial. Gejala-gejala ini bisa terjadi walaupun hanya 250 mg kafeina yang diambil. Jika lebih dari 1g kafeina dikonsumsi dalam satu hari, gejala seperti kejang otot (muscle twitching), kekusutan pikiran dan perkataan, aritmia kardium (gangguan pada denyutan jantung)m dan gejolak psikomotor (psychomotor agitation) bisa terjadi. Intoksikasi kafeina juga bisa mengakibatkan kepanikan dan penyakit kerisauan.
DAFTAR PUSTAKA
laporan tegangan permukaan
Modul 3
TEGANGAN PERMUKAAN
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
Menggunakan alat-alat unutk penentuan tegangan permukaan
Menentukan tegangan permukaan dan tegangan antar muka zat cair
Menentukan harga Konsentrasi Misel Kritis (KMK)
MONOGRAFI SURFAKTAN
Tween 80
Tween 80 ini merupakan salah satu surfaktan yang biasanya digunakan dalam pembuatan sediaan emulsi.
Pemerian :
Warna : putih bening atau kekuninga
Rasa : sedikit berasa seperti basa
Bau : bau khas
Bentuk : cairan seperti minyak
Kelarutan :
- Larut dalam etanol dan air
- Tidak larut dalam minyak mineral dan minyak nabati.
pH larutan : 6-8 untuk 5% zat (w/v) dalam larutan berair
Stabilitas :
- Stabil bila dicampurkan dengan elektrolit, asam lemah dan basa lemah
- Pereaksi saponifikasi terjadi jika dilakukan penambahan basa kuat/ asam kuat
Inkompatibilitas :
- Perubahan warna atau pengendapan dapat terjadi dengan berbagai bahan, terutama fenol, tanin
LANDASAN TEORI
Tegangan permukaan
Banyak Fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapifenomena-fenomena tersebut mempunyai hubungan dengan adanya teganganpermukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan denganteliti misalnyatetes-tetes zat cair pada pipa kran yang bukan sebagai suatu aliran, laba-laba air yang berada di atas permukaan air, mainan gelembung-gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan diatas permukaan zat cair yangterapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena adanyagaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cairdengan bahan lain.
Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara.
Metode Pengukuran Tegangan Permukaan
Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka
Metode kenaikan kapiler
Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka.
Sudut kontak air dan pipa kapiler
Dengan metode pipa kapileryaitu dengan mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya denganmemakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa tersebut dicelupkan kedalampermukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggiantertentu.
Metode tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
Perhitungan tegangan permukaan dengan metode Du Nouy :
Y= (Skala yang terbaca (dyne))/(2 x keliling cincin) X Faktor Koreksi
Faktor yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan
Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul.
Zat terlarut (Solut)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan caiaran membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan. Zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.
Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Struktur surfaktan secara 3 dimensi
Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar (hidrofobik) . Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada antar muka baik itu cair/gas ataupun cair/cair (yang tidak saling bercampur).
Surfaktan akan selalu berapa pada antarmuka suatu cairan (berbeda jenis), bila jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil > lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase air dan sedikit berada pada antarmuka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil < lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase minyak dan sedikit berada pada antarmuka.
Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.
Surfaktan yang larut dalam minyak
Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon.
Surfaktan yang larut dalam pelarut air
Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.
Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu. Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi kritik misel (KMK) .
Misel pada tipe emulsi m/a Misel pada tipe emulsi a/m
Pada konsentrasi kritik misel terjadi penggumpalan atau agregasi dari molekul-molekul surfaktan membentuk misel. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai KMK, untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai KMK bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai KMK dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai KMK surfaktan ion. Penurunan KMK hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun KMK-nya.Secara umum misel dibedakan menjadi dua, yaitu: struktur lamelar dan sterik seperti telihat pada gambar dibawah ini:
Sterik Lamela
Titik dimana suatu zat telah terbentuk missel, dapat dilihat dari grafik yang mulainya menurun sampai terbentuk grafik yang konstan.
Grafik konsentrasi misel kritik (KMK)
Fungsi surfaktan
Menurunkan tegangan permukaan
Adanya surfaktan pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara meningkat, sehingga tegangan permukaannya menurun. Tetapi surfaktan menurunkan tegangan permukaan sampai Konsentrasi Misel Kritik (KMK).
Meningkatkan kelarutan suatu zat
Dengan adanya surfaktan tegangan antar muka dua zat cair yang tidak bercampur akan menurun, akibatnya gaya adhesi antara dua zat cair meningkat dan kelarutannya pun meningkat.
Sebagai pembasah (wetting agent)
Surfaktan dapat betindak sebagai pembasah, karena dapat menurunkan sudut kontak antara permukaan padat dan cairan pembasah. Semakin kecil sudut kontak artinya semakin mudah dibasahi.
Sebagai Emulgator (Emulsifying agent)
Emulgator dapat menstabilkan suatu sediaan emulsi (campuran air dan minyak). Surfaktan membuat jembatan antara air dan minyak, sehingga air atau minyak dapat terdispersi dalam fase pendispersinya.
Sebagai detergent
Surfaktan dapat berperan sebagai detergen yang berfungsi untuk menghilangkan kotoran. Proses pembersihan oleh detergen diawali oleh proses pembasahan kemudian pengemulsian atau pelarutan partikel kotoran.
ALAT DAN BAHAN
Alat
- Tensiometer Du Nouy
Gelas kimia 100 ml
Timbangan
Pipet tetes
Cawan petri
Gelas ukur 100 ml
Bahan
Aquadest
Tween 80
Minyak kelapa (coconut oil)
PROSEDUR KERJA
Menentukan tegangan permukaan air dan minyak nabati .
Menentukan Konsentrasi Misel Kritik (KMK) dari tween 80.
Dibuat dengan konsentrasi:
(0 |0,2|0, |0,6|0,8|1,0|2,0|4,0|6,0|8,0|10,0)gram Tween 80
100ml air
HASIL PENGAMATAN
Tabel antara konsentrasi surfaktan dan gaya (F)
Konsentrasi Tween 80 F
0 2,1
0,2 2
0,4 1,9
0,6 1,8
0,8 1,7
1 1,6
2 1,5
4 1,2
6 1
8 0,65
10 0,65
Tabel antara konsentrasi surfaktan dan Tegangan Permukaan (γ)
Konsentrasi Tween 80 γ
0 72,8
0,2 69,333
0,4 65,867
0,6 62, 4
0,8 58,933
1 55,467
2 52
4 41,6
6 34,666
8 22,533
10 22, 533
PERHITUNGAN
Skala yang terbaca pada tensiometer du nouy sebanding dengan gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup dalam zat cair (F).
Penentuan faktor koreksi
Dik : γ air = 72, 8 dyne/cm
F = 2, 1 dyne
r cincin = 3 cm
kel. Lingkaran cincin = 2 x 2πr
= 2 x 2.22/7.3
= 37, 714 cm
Dit : faktor koreksi = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
72, 8 = 2,1 / 37, 714 x Faktor koreksi
2745, 58 = 2, 1 Faktor koreksi
Faktor koreksi = 2.745, 8 / 2,1
= 1.307, 42
Perhitungan Tegangan Permukaan Minyak
Dik : F = 2, 35 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2,35 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 81, 467 dyne/cm.
Penentuan tegangan antarmuka air dan minyak
Dik : F = 1,5 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,5 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 52, 000 dyne/cm.
Perhitungan tegangan permukaan tween 80
Konsentrasi 0 gr/100 ml
Dik : F = 2, 1 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2,1 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 72, 8 dyne/cm.
Konsentrasi 0,2 gr/100 ml
Dik : F = 2 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 69, 333 dyne/cm.
Konsentrasi 0,4 gr/100 ml
Dik : F = 1,9 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,9 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 65, 867 dyne/cm.
Konsentrasi 0,6 gr/100 ml
Dik : F = 1,8 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,8 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 62, 400 dyne/cm.
Konsentrasi 0,8 gr/100 ml
Dik : F = 1,7 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,7 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 58, 933 dyne/cm.
Konsentrasi 1 gr/100 ml
Dik : F = 1,6 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,6 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 55, 467 dyne/cm.
Konsentrasi 2 gr/100 ml
Dik : F = 1,5 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,5 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 52, 000 dyne/cm.
Konsentrasi 4 gr/100 ml
Dik : F = 1, 2 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1, 2 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 41, 600 dyne/cm.
Konsentrasi 6 gr/100 ml
Dik : F = 1 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 34, 666 dyne/cm.
Konsentrasi 8 gr/100 ml
Dik : F = 0, 65 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 0, 65 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 22, 533 dyne/cm.
Konsentrasi 10 gr/100 ml
Dik : F = 0, 65 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 0, 65 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 22, 533 dyne/cm.
GRAFIK
Grafik antara konsentrasi (X) dan tegangan permukaan (Y)
Grafik antara konsentrasi dan tegangan permukaan
PEMBAHASAN
Tegangan Permukaan Air dan Minyak Nabati (coconut oil)
Tegangan permukaan merupakan tahanan atau gaya yang diperlukan oleh zat untuk mengimbangi gaya kohesi antar molekul zat dari gaya terhadap zat lain dipermukaan. Pada percobaan kali ini digunakan air dan minyak nabati untuk diuji tegangan permukaannya. Setelah dilakukan percobaan, tegangan permukaan air adalah 72, 8 dyne/cm . Hal tersebut menunjukkan bahwa gaya yang bekerja antara air dan udara yang sejajar permukaan zat cair untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul air di bagian dalam adalah 72, 8 dyne/cm. Sedangkan pada minyak tegangan permukaan yang didapat adalah 81, 467 dyne/cm. Tegangan permukaan minyak ini menunjukkan bahwa gaya yang bekerja antara minyak dan udara yang sejajar permukaan minyak untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul minyak di bagian dalam adalah 81, 467 dyne/cm. Berdasarkan literature tegangan permukaan air seharusnya lebih besar daripada minyak, karena berat jenis air lebih besar daripada minyak. Berat jenis air 1000 kg/m3 sedangkan bobot jenis minyak kelapa adalah 800 kg/m3. Berat jenis akan sebanding dengan tegangan permukaan, sesuai dengan rumus :
Dilihat dari rumus diatas, maka tegangan permukaan memang sebanding dengan bobot jenis larutan. Hasil percobaan menunjukkan adanya penyimpangan, hasil percobaan menunjukkan tegangan permukaan minyak lebih besar daripada air. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya saat penggunaan alat pemutar skala.
Tegangan Antarmuka Air dan Minyak
Tegangan antarmuka adalah gaya yang bekerja pada antarmuka cairan yang tidak saling bercampur. Tegangan antarmuka lebih kecil daripada tegangan permukaan, hal tersebut terjadi karena gaya adhesi antara dua fase zat cair yang tidak bercampur adalah lebih besar. Pada percobaan kali ini, air dicampur dengan minyak nabati. Ketika dihitung, tegangan permukaannya didapat adalah 52 dyne/cm. setelah dibandingkan dengan tegangan permukaan air dan minyak didapat tegangan antarmuka memang lebih kecil daripada tegangan permukaan. Tegangan permukaan air adalah 72, 8dyne/cm sedangkan tegangan permukaan minyak adalah 81, 467 dyne/cm. hasil percobaan sesuai dengan literature, yaitu tegangan antarmuka lebih kecil daripada tegangan permukaan.
Pengaruh Zat Terlarut Terhadap Gaya (F)
Pada percobaan ini digunakan metode tensiometer Du Nouy untuk menentukan tegangan permukaan. Seiring dengan kenaikan zat terlarut, maka viskositasnya akan semakin tinggi dan gaya yang diperlukan untuk melapaskan cincin yang tercelup dalam zat cair semakin besar. Tetapi pada percobaan ini digunakan surfaktan yaitu tween 80 sebagai zat terlarut. Surfaktan adalah suatu senyawa yang amphifil yaitu memiliki gugus yang polar dan gugus yang non polar. Pada permukaan air, bagian polarnya akan mengarah ke air, sedangkan bagian yang non polar akan mengarah ke udara. Hal tersebut menyebabkan gaya adhesi antara molekul air dan udara semakin meningkat sehingga gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedalam zat cair semakin kecil.
Pada percobaan ini digunakan tween 80 dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 4, 6, 8, 10 g/100 ml sampai dengan konsentrasi 10 g/100 ml. seiring dengan peningkatan konsentrasi tween 80 maka skala yang terbaca pada alat semakin kecil. Skala yang terbaca itu sebanding dengan gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedaam zat cair, maka semakin kecil sekala yang terbaca pada alat, semakin kecil pula gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedalam zat cair. Gaya yang didapat seiring dengan peningkata konsentrasi tween 80 yang ditambahkan semakin kecil yaitu 2,1, 2, 1,9, 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,2 1, 0,65, dan 0,65 dyne.
Dilihat dari skala yang terbaca, ada beberapa skala yang penurunannya tidak mengikuti ritme. Dari konsentrasi 0 g/100 ml sampai konsentrasi 2 g/100 ml penurunan gaya mengikuti ritme, yaitu mengalami penurunan sebanyak 0,1 dyne. Tetapi dari konsentrasi 4 g/100 ml sampai konsentrasi 10 g/100 ml penurunan gaya tidak lagi mengikuti ritme. Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor penggunaan alat, pemutaran alat penunjuk skala tidak sepenuhnya tepat tetapi dipengaruhi oleh pengguna alat tersebut Maka hasil percobaan sesuai dengan literature, yaitu semakin tinggi konsentrasi surfaktan, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup.
Pengaruh Zat Terlarut terhadap Tegangan Permukaan (γ)
Seiring dengan kenaikan zat terlarut, maka viskositasnya akan semakin tinggi dan gaya yang diperlukan untuk mengimbangi gaya kohesi semakin tinggi pula sehingga tegangan permukaan akan meningkat. Tetapi pada percobaan ini digunakan surfaktan yaitu tween 80 sebagai zat terlarut Karena zat terlarut yang digunakan adalah surfaktan yang amphifil maka gaya adhesi antara molekul air dan udara semakin meningkat sehingga tegangan permukaan menurun.
Pada percobaan ini digunakan tween 80 dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 4, 6, 8, 10 g/100 ml sampai dengan konsentrasi 10 g/100 ml. seiring dengan peningkatan konsentrasi tween 80 maka tegangan permukaan menurun, yaitu 72,8, 69,333, 65,867, 62,4, 58,933, 55,467, 52, 41,6, 34,666, 22,533, 22,533 dyne/cm. Dilihat dari perbandingan konsentrasi dan tegangan permukaan menunjukkan adanya hubungan berbanding terbalik anatara konsentrasi tween 80 dan tegangan permukaan. Fenomena tersebut sesuai dengan literature, yaitu semakin tinggi konsentrasi surfaktan, maka semakin kecil tegangan permukaannya.
Konsentrasi Misel Kritik (KMK)
Konsentrasi misel kritik adalah titik dimana peningkatan konsentrasi surfaktan tidak lagi mempengaruhi penurunan tegangan permukaan. Hal tersebut terjadi karena surfaktan tidak lagi berada di permukaan, tetapi masuk kedalam air membentuk suatu agregat yang dikenal dengan misel. Ketika misel terbentuk maka meningkatnya konsentrasi surfaktan tidak lagi akan menyebabkan penurunan tegangan permukaan.
Dilihat dari grafik yang yang didapat anatara konsentrasi surfaktan (x) dan tegangan permukaan (γ) pada konsentrasi 8 g/100 ml dan 10 g/100 ml didapat garis yang lurus yang menunjukkan pada konsentrasi itu tegangan permukaannya sama. Hal tersebut menunjukkan pada konsentrasi 8 g/100 ml sudah terdapat misel sehingga peningkatan konsentrasi surfakan tidak lagi mempengaruhi penurunan tegangan permukaan.
KESIMPULAN
Tegangan permukaan air yang didapat adalah 72, 8 dyne/cm, sedangkan tegangan permukaan minyak adalah 81, 467 dyne/cm.
Tegangan antarmuka air dan minyak adalah 52 dyne/cm.
Semakin tinggi konsentrasi surfaktan, semakin kecil nilai tegangan permukaan sampai titik Konsentrasi Misel kritik (KMK).
Konsentrasi Misel Kritik terjadi pada saat konsentrasi 8 g/100 ml.
DAFTAR PUSTAKA
Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.
Kanginan, Marthin. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.
Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 - 482
http://scribd.com/ Stabilitas Obat. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011.
http://riyanpharmacy.blogspot.com/ Emulsi. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Bandung, 11 Mei 2011
Mengesahkan
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
________________________________ ______________________________
TEGANGAN PERMUKAAN
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
Menggunakan alat-alat unutk penentuan tegangan permukaan
Menentukan tegangan permukaan dan tegangan antar muka zat cair
Menentukan harga Konsentrasi Misel Kritis (KMK)
MONOGRAFI SURFAKTAN
Tween 80
Tween 80 ini merupakan salah satu surfaktan yang biasanya digunakan dalam pembuatan sediaan emulsi.
Pemerian :
Warna : putih bening atau kekuninga
Rasa : sedikit berasa seperti basa
Bau : bau khas
Bentuk : cairan seperti minyak
Kelarutan :
- Larut dalam etanol dan air
- Tidak larut dalam minyak mineral dan minyak nabati.
pH larutan : 6-8 untuk 5% zat (w/v) dalam larutan berair
Stabilitas :
- Stabil bila dicampurkan dengan elektrolit, asam lemah dan basa lemah
- Pereaksi saponifikasi terjadi jika dilakukan penambahan basa kuat/ asam kuat
Inkompatibilitas :
- Perubahan warna atau pengendapan dapat terjadi dengan berbagai bahan, terutama fenol, tanin
LANDASAN TEORI
Tegangan permukaan
Banyak Fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapifenomena-fenomena tersebut mempunyai hubungan dengan adanya teganganpermukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan denganteliti misalnyatetes-tetes zat cair pada pipa kran yang bukan sebagai suatu aliran, laba-laba air yang berada di atas permukaan air, mainan gelembung-gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan diatas permukaan zat cair yangterapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena adanyagaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cairdengan bahan lain.
Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara.
Metode Pengukuran Tegangan Permukaan
Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka
Metode kenaikan kapiler
Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka.
Sudut kontak air dan pipa kapiler
Dengan metode pipa kapileryaitu dengan mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya denganmemakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa tersebut dicelupkan kedalampermukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggiantertentu.
Metode tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
Perhitungan tegangan permukaan dengan metode Du Nouy :
Y= (Skala yang terbaca (dyne))/(2 x keliling cincin) X Faktor Koreksi
Faktor yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan
Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul.
Zat terlarut (Solut)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan caiaran membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan. Zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.
Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Struktur surfaktan secara 3 dimensi
Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar (hidrofobik) . Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada antar muka baik itu cair/gas ataupun cair/cair (yang tidak saling bercampur).
Surfaktan akan selalu berapa pada antarmuka suatu cairan (berbeda jenis), bila jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil > lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase air dan sedikit berada pada antarmuka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil < lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase minyak dan sedikit berada pada antarmuka.
Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.
Surfaktan yang larut dalam minyak
Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon.
Surfaktan yang larut dalam pelarut air
Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.
Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu. Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi kritik misel (KMK) .
Misel pada tipe emulsi m/a Misel pada tipe emulsi a/m
Pada konsentrasi kritik misel terjadi penggumpalan atau agregasi dari molekul-molekul surfaktan membentuk misel. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai KMK, untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai KMK bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai KMK dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai KMK surfaktan ion. Penurunan KMK hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun KMK-nya.Secara umum misel dibedakan menjadi dua, yaitu: struktur lamelar dan sterik seperti telihat pada gambar dibawah ini:
Sterik Lamela
Titik dimana suatu zat telah terbentuk missel, dapat dilihat dari grafik yang mulainya menurun sampai terbentuk grafik yang konstan.
Grafik konsentrasi misel kritik (KMK)
Fungsi surfaktan
Menurunkan tegangan permukaan
Adanya surfaktan pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara meningkat, sehingga tegangan permukaannya menurun. Tetapi surfaktan menurunkan tegangan permukaan sampai Konsentrasi Misel Kritik (KMK).
Meningkatkan kelarutan suatu zat
Dengan adanya surfaktan tegangan antar muka dua zat cair yang tidak bercampur akan menurun, akibatnya gaya adhesi antara dua zat cair meningkat dan kelarutannya pun meningkat.
Sebagai pembasah (wetting agent)
Surfaktan dapat betindak sebagai pembasah, karena dapat menurunkan sudut kontak antara permukaan padat dan cairan pembasah. Semakin kecil sudut kontak artinya semakin mudah dibasahi.
Sebagai Emulgator (Emulsifying agent)
Emulgator dapat menstabilkan suatu sediaan emulsi (campuran air dan minyak). Surfaktan membuat jembatan antara air dan minyak, sehingga air atau minyak dapat terdispersi dalam fase pendispersinya.
Sebagai detergent
Surfaktan dapat berperan sebagai detergen yang berfungsi untuk menghilangkan kotoran. Proses pembersihan oleh detergen diawali oleh proses pembasahan kemudian pengemulsian atau pelarutan partikel kotoran.
ALAT DAN BAHAN
Alat
- Tensiometer Du Nouy
Gelas kimia 100 ml
Timbangan
Pipet tetes
Cawan petri
Gelas ukur 100 ml
Bahan
Aquadest
Tween 80
Minyak kelapa (coconut oil)
PROSEDUR KERJA
Menentukan tegangan permukaan air dan minyak nabati .
Menentukan Konsentrasi Misel Kritik (KMK) dari tween 80.
Dibuat dengan konsentrasi:
(0 |0,2|0, |0,6|0,8|1,0|2,0|4,0|6,0|8,0|10,0)gram Tween 80
100ml air
HASIL PENGAMATAN
Tabel antara konsentrasi surfaktan dan gaya (F)
Konsentrasi Tween 80 F
0 2,1
0,2 2
0,4 1,9
0,6 1,8
0,8 1,7
1 1,6
2 1,5
4 1,2
6 1
8 0,65
10 0,65
Tabel antara konsentrasi surfaktan dan Tegangan Permukaan (γ)
Konsentrasi Tween 80 γ
0 72,8
0,2 69,333
0,4 65,867
0,6 62, 4
0,8 58,933
1 55,467
2 52
4 41,6
6 34,666
8 22,533
10 22, 533
PERHITUNGAN
Skala yang terbaca pada tensiometer du nouy sebanding dengan gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup dalam zat cair (F).
Penentuan faktor koreksi
Dik : γ air = 72, 8 dyne/cm
F = 2, 1 dyne
r cincin = 3 cm
kel. Lingkaran cincin = 2 x 2πr
= 2 x 2.22/7.3
= 37, 714 cm
Dit : faktor koreksi = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
72, 8 = 2,1 / 37, 714 x Faktor koreksi
2745, 58 = 2, 1 Faktor koreksi
Faktor koreksi = 2.745, 8 / 2,1
= 1.307, 42
Perhitungan Tegangan Permukaan Minyak
Dik : F = 2, 35 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2,35 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 81, 467 dyne/cm.
Penentuan tegangan antarmuka air dan minyak
Dik : F = 1,5 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,5 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 52, 000 dyne/cm.
Perhitungan tegangan permukaan tween 80
Konsentrasi 0 gr/100 ml
Dik : F = 2, 1 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2,1 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 72, 8 dyne/cm.
Konsentrasi 0,2 gr/100 ml
Dik : F = 2 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 2 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 69, 333 dyne/cm.
Konsentrasi 0,4 gr/100 ml
Dik : F = 1,9 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,9 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 65, 867 dyne/cm.
Konsentrasi 0,6 gr/100 ml
Dik : F = 1,8 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,8 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 62, 400 dyne/cm.
Konsentrasi 0,8 gr/100 ml
Dik : F = 1,7 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,7 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 58, 933 dyne/cm.
Konsentrasi 1 gr/100 ml
Dik : F = 1,6 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,6 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 55, 467 dyne/cm.
Konsentrasi 2 gr/100 ml
Dik : F = 1,5 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1,5 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 52, 000 dyne/cm.
Konsentrasi 4 gr/100 ml
Dik : F = 1, 2 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1, 2 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 41, 600 dyne/cm.
Konsentrasi 6 gr/100 ml
Dik : F = 1 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 1 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 34, 666 dyne/cm.
Konsentrasi 8 gr/100 ml
Dik : F = 0, 65 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 0, 65 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 22, 533 dyne/cm.
Konsentrasi 10 gr/100 ml
Dik : F = 0, 65 dyne
Kel. Lingkaran = 37, 714 cm
Faktor koreksi = 1. 307, 42
Dit : γ = ?
γ = F/4πr x factor koreksi
= 0, 65 / 37, 714 x 1. 307, 42
= 22, 533 dyne/cm.
GRAFIK
Grafik antara konsentrasi (X) dan tegangan permukaan (Y)
Grafik antara konsentrasi dan tegangan permukaan
PEMBAHASAN
Tegangan Permukaan Air dan Minyak Nabati (coconut oil)
Tegangan permukaan merupakan tahanan atau gaya yang diperlukan oleh zat untuk mengimbangi gaya kohesi antar molekul zat dari gaya terhadap zat lain dipermukaan. Pada percobaan kali ini digunakan air dan minyak nabati untuk diuji tegangan permukaannya. Setelah dilakukan percobaan, tegangan permukaan air adalah 72, 8 dyne/cm . Hal tersebut menunjukkan bahwa gaya yang bekerja antara air dan udara yang sejajar permukaan zat cair untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul air di bagian dalam adalah 72, 8 dyne/cm. Sedangkan pada minyak tegangan permukaan yang didapat adalah 81, 467 dyne/cm. Tegangan permukaan minyak ini menunjukkan bahwa gaya yang bekerja antara minyak dan udara yang sejajar permukaan minyak untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul minyak di bagian dalam adalah 81, 467 dyne/cm. Berdasarkan literature tegangan permukaan air seharusnya lebih besar daripada minyak, karena berat jenis air lebih besar daripada minyak. Berat jenis air 1000 kg/m3 sedangkan bobot jenis minyak kelapa adalah 800 kg/m3. Berat jenis akan sebanding dengan tegangan permukaan, sesuai dengan rumus :
Dilihat dari rumus diatas, maka tegangan permukaan memang sebanding dengan bobot jenis larutan. Hasil percobaan menunjukkan adanya penyimpangan, hasil percobaan menunjukkan tegangan permukaan minyak lebih besar daripada air. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya saat penggunaan alat pemutar skala.
Tegangan Antarmuka Air dan Minyak
Tegangan antarmuka adalah gaya yang bekerja pada antarmuka cairan yang tidak saling bercampur. Tegangan antarmuka lebih kecil daripada tegangan permukaan, hal tersebut terjadi karena gaya adhesi antara dua fase zat cair yang tidak bercampur adalah lebih besar. Pada percobaan kali ini, air dicampur dengan minyak nabati. Ketika dihitung, tegangan permukaannya didapat adalah 52 dyne/cm. setelah dibandingkan dengan tegangan permukaan air dan minyak didapat tegangan antarmuka memang lebih kecil daripada tegangan permukaan. Tegangan permukaan air adalah 72, 8dyne/cm sedangkan tegangan permukaan minyak adalah 81, 467 dyne/cm. hasil percobaan sesuai dengan literature, yaitu tegangan antarmuka lebih kecil daripada tegangan permukaan.
Pengaruh Zat Terlarut Terhadap Gaya (F)
Pada percobaan ini digunakan metode tensiometer Du Nouy untuk menentukan tegangan permukaan. Seiring dengan kenaikan zat terlarut, maka viskositasnya akan semakin tinggi dan gaya yang diperlukan untuk melapaskan cincin yang tercelup dalam zat cair semakin besar. Tetapi pada percobaan ini digunakan surfaktan yaitu tween 80 sebagai zat terlarut. Surfaktan adalah suatu senyawa yang amphifil yaitu memiliki gugus yang polar dan gugus yang non polar. Pada permukaan air, bagian polarnya akan mengarah ke air, sedangkan bagian yang non polar akan mengarah ke udara. Hal tersebut menyebabkan gaya adhesi antara molekul air dan udara semakin meningkat sehingga gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedalam zat cair semakin kecil.
Pada percobaan ini digunakan tween 80 dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 4, 6, 8, 10 g/100 ml sampai dengan konsentrasi 10 g/100 ml. seiring dengan peningkatan konsentrasi tween 80 maka skala yang terbaca pada alat semakin kecil. Skala yang terbaca itu sebanding dengan gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedaam zat cair, maka semakin kecil sekala yang terbaca pada alat, semakin kecil pula gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup kedalam zat cair. Gaya yang didapat seiring dengan peningkata konsentrasi tween 80 yang ditambahkan semakin kecil yaitu 2,1, 2, 1,9, 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,2 1, 0,65, dan 0,65 dyne.
Dilihat dari skala yang terbaca, ada beberapa skala yang penurunannya tidak mengikuti ritme. Dari konsentrasi 0 g/100 ml sampai konsentrasi 2 g/100 ml penurunan gaya mengikuti ritme, yaitu mengalami penurunan sebanyak 0,1 dyne. Tetapi dari konsentrasi 4 g/100 ml sampai konsentrasi 10 g/100 ml penurunan gaya tidak lagi mengikuti ritme. Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor penggunaan alat, pemutaran alat penunjuk skala tidak sepenuhnya tepat tetapi dipengaruhi oleh pengguna alat tersebut Maka hasil percobaan sesuai dengan literature, yaitu semakin tinggi konsentrasi surfaktan, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin yang tercelup.
Pengaruh Zat Terlarut terhadap Tegangan Permukaan (γ)
Seiring dengan kenaikan zat terlarut, maka viskositasnya akan semakin tinggi dan gaya yang diperlukan untuk mengimbangi gaya kohesi semakin tinggi pula sehingga tegangan permukaan akan meningkat. Tetapi pada percobaan ini digunakan surfaktan yaitu tween 80 sebagai zat terlarut Karena zat terlarut yang digunakan adalah surfaktan yang amphifil maka gaya adhesi antara molekul air dan udara semakin meningkat sehingga tegangan permukaan menurun.
Pada percobaan ini digunakan tween 80 dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 4, 6, 8, 10 g/100 ml sampai dengan konsentrasi 10 g/100 ml. seiring dengan peningkatan konsentrasi tween 80 maka tegangan permukaan menurun, yaitu 72,8, 69,333, 65,867, 62,4, 58,933, 55,467, 52, 41,6, 34,666, 22,533, 22,533 dyne/cm. Dilihat dari perbandingan konsentrasi dan tegangan permukaan menunjukkan adanya hubungan berbanding terbalik anatara konsentrasi tween 80 dan tegangan permukaan. Fenomena tersebut sesuai dengan literature, yaitu semakin tinggi konsentrasi surfaktan, maka semakin kecil tegangan permukaannya.
Konsentrasi Misel Kritik (KMK)
Konsentrasi misel kritik adalah titik dimana peningkatan konsentrasi surfaktan tidak lagi mempengaruhi penurunan tegangan permukaan. Hal tersebut terjadi karena surfaktan tidak lagi berada di permukaan, tetapi masuk kedalam air membentuk suatu agregat yang dikenal dengan misel. Ketika misel terbentuk maka meningkatnya konsentrasi surfaktan tidak lagi akan menyebabkan penurunan tegangan permukaan.
Dilihat dari grafik yang yang didapat anatara konsentrasi surfaktan (x) dan tegangan permukaan (γ) pada konsentrasi 8 g/100 ml dan 10 g/100 ml didapat garis yang lurus yang menunjukkan pada konsentrasi itu tegangan permukaannya sama. Hal tersebut menunjukkan pada konsentrasi 8 g/100 ml sudah terdapat misel sehingga peningkatan konsentrasi surfakan tidak lagi mempengaruhi penurunan tegangan permukaan.
KESIMPULAN
Tegangan permukaan air yang didapat adalah 72, 8 dyne/cm, sedangkan tegangan permukaan minyak adalah 81, 467 dyne/cm.
Tegangan antarmuka air dan minyak adalah 52 dyne/cm.
Semakin tinggi konsentrasi surfaktan, semakin kecil nilai tegangan permukaan sampai titik Konsentrasi Misel kritik (KMK).
Konsentrasi Misel Kritik terjadi pada saat konsentrasi 8 g/100 ml.
DAFTAR PUSTAKA
Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.
Kanginan, Marthin. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.
Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 - 482
http://scribd.com/ Stabilitas Obat. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011.
http://riyanpharmacy.blogspot.com/ Emulsi. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Bandung, 11 Mei 2011
Mengesahkan
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
________________________________ ______________________________
laporan emulsifikasi
Modul 4
EMULSIFIKASI
A. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menghitung jumlah emulgator surfaktan yang digunakan untuk membuat emulsi
Membuat emulsi yang stabil dengan menggunakan emulgator golongan surfaktan
Mengevaluasi ketidakstabilan suatu emulsi
Menentukan HLB butuh suatu minyak
B. MONOGRAFI SURFAKTAN
a. Tween 80
• Pemerian :
- Warna : putih bening atau kekuningab\n
- Rasa : sedikit berasa seperti basa
- Bau : bau khas
- Bentuk : cairan seperti minyak
• Kelarutan :
- Larut dalam etanol dan air
- Tidak larut dalam minyak mineral dan minyak nabati.
• pH larutan : 6-8 untuk 5% zat (w/v) dalam larutan berair
• Stabilitas :
- Stabil bila dicampurkan dengan elektrolit, asam lemah dan basa lemah
- Pereaksi saponifikasi terjadi jika dilakukan penambahan basa kuat/ asam kuat
• Inkompatibilitas :
- Perubahan warna atau pengendapan dapat terjadi dengan berbagai bahan, terutama fenol, tanin
b. Span 80
• Pemerian :
- Warna : krem sampai kecoklatan
- Rasa : rasa khas
- Bau : bau khas
- Bentuk : cairan kental
• Kelarutan :
- Larut atau terdispersi dalam minyak
- Larut dalam banyak pelarut organik
- Tidak larut dalam air, tetapi dapat terdispersi secara perlahan
• Bobot jenis : 1,01 gr/cm3
• pH larutan : < 8
• Stabilitas :
- Stabil jika dicampurkan dengan asam lemah dan basa lemah
- Pembentukan sabun terjadi saat dilakukan penambahan asam kuat dan basa kuat.
C. LANDASAN TEORI
a. Emulsifikasi
Emulsifikasi merupakan proses pembentukan emulsi pada suatu sediaan farmasi. Terdapat beberapa pengertian tentang emulsi, yaitu :
• Menurut FI III : 9
Emulsi adalah sediaan yang mengandung bahan obat cair atau cairan obat terdispersi dalam cairan pembawa distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfaktan yang cocok.
• Menurut Parrot : 354
Emulsi adalah suatu sistem polifase dari 2 campuran yang tidak saling bercampur. Salah satunya tersuspensi dengan bantuan emulgator keseluruh partikel lainnya. Ukuran diameter partikelnya 0.2 – 50 m.
• Menurut Physical Pharmacy : 522
Emulsi adalah sistem yang tidak stabil secara termodinamika mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur satu diantaranya terdispersi sebagai globul-globul (fase pendispersi) dalam fase cair lainnya (fase kontinyu) distabilkan dengan adanya bahan pengemulsi/ emulgator.
• Menurut FI IV : 6
Emulsi adalah sistem dua fase dimana salah satu cairannya terdispersi dalam cairan yang lain dalam bentuk tetesan-tetesan kecil.
• Menurut Ensyclopedia : 138
Umumnya digambarkan sebagai sistem heterogen, terdiri dari dua cairan yang tidak bercampur. Satu diantaranya didispersikan secara seragam sebagai tetesan kecil dalam cairan lain.
• Menurut Formularium Nasional : 412
Emulsi adalah sediaan berupa campuran terdiri dari dua fase cairan dalam sistem dispersi; yang satu terdispersi sangat halus dan merata dalam fase cairan lainnya; umumnya dimantapkan dengan zat pengemulsi.
• Menurut DOM Martin : 508
Emulsi adalah sistem heterogen, terdiri dari kurang lebih satu cairan yang tidak tercampurkan yang terdispersi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan-tetesan di mana diameternya kira-kira 0,1 mm atau dapat diartikan sebagai dua fase yang terdiri dari satu cairan yang terdispersi dalam cairan lainnya yang tidak tercampurkan.
Jadi dapat disimpulkan bahwa Emulsi adalah suatu sistem heterogen yang tidak stabil secara termodinamika, yang terdiri dari paling sedikit dua fase cairan yang tidak bercampur, dimana salah satunya terdispersi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan–tetesan kecil, yang berukuran 0,1-100 mm, yang distabilkan dengan emulgator/surfaktan yang cocok.
Baik fase terdispersi atau fase kontinu berkisar dalam konsistensi dari suatu cairan mobil sampai suatu massa setengah padat (semisolid). Jadi sistem emulsi berkisar dari cairan (lotio) yang mempunyai viskositas relative rendah sampai salep atau krim, yang merupakan semisolid. Diameter partikel dari fase terdispersi umumnya berkisar dari 0,1-10 µm, walaupun partikel sekecil 0,01 µm dan sebesar 100 µm bukan tidak biasa dalam beberapa sediaan.
Komponen utama emulsi berupa fase dispersi (zat cair yang terbagi-bagi menjadi butiran kecil kedalam zat cair lain (fase internal); Fase kontinyu (zat cair yang berfungsi sebagai bahan dasar (pendukung) dari emulsi tersebut (fase eksternal)); dan Emulgator (zat yang digunakan dalam kestabilan emulsi).
Tidak ada teori emulsifikasi yang umum, karena emulsi dapat dibuat dengan menggunakan beberapa tipe zat pengemulsi yang masing-masing berbeda bergantung pada cara kerjanya dengan prinsip yang berbeda untuk mencapai suatu produk yang stabil. Zat pengemulsi bisa dibagi menjadi 3 golongan sebagai berikut :
a) Zat-zat yang aktif pada permukaan yang teradsorpsi pada antarmuka minyak/air membentuk lapisan monomolekular dan mengurangi tegangan antarmuka.
b) Koloid hidrofilik yang membentuk suatu lapisan multimolekular sekitar tetesan-tetesan terdispers dari minyak dalam suatu emulsi o/w.
c) Partikel-partikel padat yang terbagi halus, yang diadsorpsi pada batas antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur dan membentuk suatu lapisan partikel di sekitar bola-bola terdispersi.
Berdasarkan macam zat cair yang berfungsi sebagai fase internal ataupun eksternal, maka emulsi digolongkan menjadi 2 : Emulsi yang mempunyai fase dalam minyak dan fase luar air disebut emulsi minyak-dalam-air dan biasanya diberi tanda sebagai emulsi “m/a”. Sebaliknya emulsi yang mempunyai fase dalam air dan fase luar minyak disebut emulsi air-dalam-minyak dan dikenal sebagai emulsi ‘a/m”. Karena fase luar dari suatu emulsi bersifat kontinu, suatu emulsi minyak dalam air diencerkan atau ditambahkan dengan air atau suatu preparat dalam air. Umumnya untuk membuat suatu emulsi yang stabil, perlu fase ketiga atau bagian dari emulsi, yakni: zat pengemulsi (emulsifying egent). Tergantung pada konstituennya, viskositas emulsi dapat sangat bervariasi dan emulsi farmasi bisa disiapkan sebagai cairan atau semisolid (setengah padat).
Untuk membedakan tipe emulsi, dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain
• Test Pewarnaan
Sejumlah kecil zat pewarna yang larut dalam air seperti metilen blue (brilliant blue) dapat ditaburkan pada permukaan emulsi.Tipe m/a ® (m) titik-titik merah; (a) biru dominan.
Tipe a/m ® (a) titik-titik biru; (m) merah dominan.
• Test Pengenceran Tetesan
Metode ini berdasarkan prinsip bahwa suatu emulsi akan bercampur dengan yang menjadi fase luarnya. Misalnya suatu emulsi tipe m/a, maka emulsi ini akan mudah diencerkan dengan penambahan air. Begitu pula sebaliknya dengan tipe a/m. Test Kelarutan Pewarna
Sejumlah kecil zat warna yang larut dalam air seperti biru metilen atau brilliant blue FCF bisa ditaburkan pada permukaan emulsi. Jika air mearupakan rase luar, yakni, jika emulsi tersebut bertipe o/w, zat tersebut akan melarut didalalmnya dan berdifusi merata ke seluruh bagian dari air tersebut. Jika emulsi tersebut bertipe w/o, partikel-partikel zat warna akan tinggal bergerombol pada permukaan.
• Test Creaming (Arah Pembentukan Krim)
Creaming adalah proses sedimentasi dari tetesan-tetesan terdispersi berdasarkan densitas dari fase internal dan fase eksternal. Jika densitas relative dari kedua fase diketahui, pembentukan arah krim dari fase dispersi dapat menunjukkan tipe emulsi yang ada. Pada sebagian besar sistem farmasetik, densitas fase minyak atau lemak kurang dibandingkan fase air; sehingga, jika terjadi krim pada bagian atas, maka emulsi tersebut adalah tipe m/a, jika emulsi krim terjadi pada bagian bawah, maka emulsi tersebut merupakan tipe a/m.
• Test Konduktivitas Elektrik
Metode ini berdasarkan prinsip bahwa air atau larutan berair mampu menghantarkan listrik, dan minyak tidak dapat menghantarkan listrik. Jika sepasang elektroda yang dihubungkan dengan suatu sumber listrik luar dan dicelupkan dalam emulsi. Jika fase luar adalah air, aliran listrik akan melalui emulsi tersebut dan dapat dibuat untuk membelokkan jarum voltmeter atau menyebabkan suatu cahaya dalam sirkuit berpijar. Jika minyak merupakan fase kontinu, emulsi tersebut itdak dapat membawa arus listrik.
• Test Kertas saring : Air (cepat menyebar); Minyak (bercak)
Tipe m/a ® Dapat menyebar dengan cepat.
Tipe a/m ® Tidak menyebar (berupa bercak minyak.
Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar memperoleh emulsa yang stabil. Zat pengemulsi adalah PGA, tragakan, gelatin, sapo dan lain-lain. Emulsa dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi spuria (emulsi buatan). Emulsi vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat disamping minyak lemak juga emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih telur .
Pada pembuatan emulsi, surfaktan juga dapat digunakan sebagai emulgator. Jika surfaktan yang digunakan sebagai emulgator maka dapat terbentuk suatu emulsi ganda (multiple emulsion). Sistem ini merupakan jenis emulsi air-minyak-air atau sebaliknya. Mekanisme kerja emulgator semacam ini berdasarkan atas kemampuannya menurunkan tegangan permukaan air dan minyak serta membentuk lapisan monomolekular pada permukaan globul fase terdispersi.
Secara kimia molekul surfaktan terdiri atas gugus polar dan non polar. Apabila surfaktan dimasukkan ke dalam sistem yang terdiri dari air dan minyak, maka gugus polar akan mengarah ke fase air sedangkan gugus non polar akan mengarah ke fase minyak. Surfaktan yang didominasi gugus polar akan cenderung membentuk emulsi minyak dalam air. Sedangkan jik amolekul surfaktan lebih didominasi gugus non polar akan cenderung menghasilkan emulsi air dalam minyak.
Metode yang dapat digunakan untuk menilai efisiensi surfaktan sebagai emulgator adalah Metode HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance). HLB ( Hydrophilic Lypophilic Balance) adalah ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik dari suatu zat aktif permukaan. Griffin menyusun suatu skala ukuran HLB surfaktan yang dapat digunakan menyusun daerah efisiensi HLB optimum untuk setiap fungsi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB suatu surfakatan, sifat kepolarannnya akan meningkat. Disamping itu, HLB butuh minyak yang digunakan juga perlu diketahui. Pada umumnya nialai HLB butuh suatu minyak adalah tetap untuk suatu emulsi tertentu dan nilai ini ditentukan berdasarkan percobaan. Menurut Griffin, nilai HLB butuh setara dengan nilai HLB surfaktan yang digunakan untuk mengemulsikan minyak dengan air sehingga membentuk suatu emulsi yang stabil.
Untuk mengetahui proses terbentuknya emulsi dikenal 4 macam teori, yang melihat proses terjadinya emulsi dari sudut pandang yang berbeda-beda. Teori tersebut ialah :
1. Teori Tegangan Permukaan (Surface Tension)
Molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul yang sejenis yang disebut dengan daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik menarik antara molekul yang tidak sejenis yang disebut dengan daya adhesi.
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 perbedaan tegangan bidang batas dua cairan yang tidak dapat bercampur. Tegangan yang terjadi antara dua cairan tersebut dinamakan tegangan bidang batas.
Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan antara kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tetentu antara lain sabun.
Didalam teori ini dikatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur.
2. Teori Orientasi Bentuk Baji (Oriented Wedge)
Setiap molekul emulgator dibagi menjadi dua kelompok yakni :
• Kelompok hidrofilik, yakni bagian dari emulgator yang suka pada air.
• Kelompok lipofilik, yakni bagian yang suka pada minyak.
3. Teori Interparsial Film
Teori ini mengatakan bahwa emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers. Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. Dengan kata lain fase dispers menjadi stabil. Untuk memberikan stabilitas maksimum pada emulsi, syarat emulgator yang dipakai adalah :
• Dapat membentuk lapisan film yang kuat tapi lunak.
• Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispers.
• Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera.
4. Teori Electric Double Layer (lapisan listrik ganda)
Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan bermuatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Dengan demikian seolah-olah tiap partikel minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan menggandakan penggabungan menjadi satu molekul besar. Karena susunan listrik yang menyelubungisesama partikel akan tolak- menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah. Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara dibawah ini.
• Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel.
• Terjadinya absorpsi ion oleh partikel dari cairan disekitarnya.
• Terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya
Ada beberapa Metode yang biasa digunakan dalam pembuatan Emulsi yaitu :
a. Metode Gom Kering
Disebut pula metode continental dan metode 4;2;1. Emulsi dibuat dengan jumlah komposisi minyak dengan ½ jumlah volume air dan ¼ jumlah emulgator. Sehingga diperoleh perbandingan 4 bagian minyak, 2 bagian air dan 1 bagian emulgator. Pertama-tama gom didispersikan ke dalam minyak, lalu ditambahkan air sekaligus dan diaduk /digerus dengan cepat dan searah hingga terbentuk korpus emulsi.
b. Metode Gom Basah
Disebut pula sebagai metode Inggris, cocok untuk penyiapan emulsi dengan musilago atau melarutkan gum sebagai emulgator, dan menggunakan perbandingan 4;2;1 sama seperti metode gom kering. Metode ini dipilih jika emulgator yang digunakan harus dilarutkan/didispersikan terlebuh dahulu kedalam air misalnya metilselulosa. 1 bagian gom ditambahkan 2 bagian air lalu diaduk, dan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus diaduk dengan cepat.
c. Metode Botol
Disebut pula metode Forbes. Metode ini digunakan untuk emulsi dari bahan-bahan menguap dan minyak-minyak dengan kekentalan yang rendah. Metode ini merrupakan variasi dari metode gom kering atau metode gom basah. Emulsi terutama dibuat dengan pengocokan kuat dan kemudian diencerkan dengan fase luar.
Dalam botol kering, emulgator yang digunakan ¼ dari jumlah minyak. Ditambahkan dua bagian air lalu dikocok kuat-kuat, suatu volume air yang sama banyak dengan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus dikocok, setelah emulsi utama terbentuk, dapat diencerkan dengan air sampai volume yang tepat.
d. Metode Penyabunan In Situ
• Sabun Kalsium
Emulsi a/m yang terdiri dari campuran minyak sayur dan air jeruk,yang dibuat dengan sederhana yaitu mencampurkan minyak dan air dalam jumlah yang sama dan dikocok kuat-kuat. Bahan pengemulsi, terutama kalsium oleat, dibentuk secara in situ disiapkan dari minyak sayur alami yang mengandung asam lemak bebas.
• Sabun Lunak
Metode ini, basis di larutkan dalam fase air dan asam lemak dalam fase minyak. Jika perlu, maka bahan dapat dilelehkan, komponen tersebut dapat dipisahkan dalam dua gelas beker dan dipanaskan hingga meleleh, jika kedua fase telah mencapai temperature yang sama, maka fase eksternal ditambahkan kedalam fase internal dengan pengadukan.
• Pengemulsi Sintetik
Beberapa pustaka memasukkannya dalam kategori metode tambahan (1). Secara umum, metode ini sama dengan metode penyabunan in situ dengan menggunakan sabun lunak dengan perbedaan bahwa bahan pengemulsi ditambahkan pada fase dimana ia dapat lebih melarut. Dengan perbandingan untuk emulsifier 2-5%. Emulsifikasi tidak terjadi secepat metode penyabunan. Beberapa tipe peralatan mekanik biasanya dibutuhkan, seperti hand homogenizer.
Konsistensi emulsi sangat beragam, mulai dari cairan yang mudah dituang hingga krim setengah padat. Umumnya krim minyak dalam air dibuat pada suhu tinggi, berbentuk cair pada suhu ini, kemudian didinginkan pada suhu kamar, dan menjadi padat akibat terjadinya solidifikasi fase internal. Dalam hal ini, tidak diperlukan perbandingan volume fase internal terhadap volume fase eksternal yang tinggi untuk menghasilkan sifat setengah padat, misalnya krim stearat atau krim pembersih adalah setengah padat dengan fase internal hanya hanya 15%. Sifat setengah padat emulsi air dalam minyak, biasanya diakibatkan oleh fase eksternal setengah padat .
Penggunaan emulsi dibagi menjadi dua golongan yaitu emulsi untuk pemakaian dalam dan emulsi untuk pemakaian luar. Emulsi untuk pemakaian dalam meliputi per oral atau pada injeksi intravena sedangkan untuk pemakaian luar digunakan pada kulit atau membrane mukosa yaitu linemen, losion, cream dan salep.
Emulsi untuk penggunaan oral biasanya mempunyai tipe M/A. Emulgator merupakan film penutup dari minyak obat agar menutupi rasa tak enak itu. Flavour ditambahkan pada fase ekstern agara rasanya lebih enak. Emulsi juga berguna untuk menaikan absorbsi lemak melalui dinding usus. Penggunaan emulsi untuk parenteral dibutuhkan perhatian khusus dalam produksi seperti pemilihan emulgator, ukuran kesamaan butir tetes untuk injeklsi intravena. Lecithin tidak pernah dipakai karena menimbulkan hemolisa. Pembuatan emulsi untuk injeksi dilakukan dengan membuat emulsi kasar lalu dimasukan homogenizer, di tampung dalam botol steril dan disterilkan dalam auto klap dan di periksa sterilitas serta ukuran butir.
Untuk pemakaian kulit dan membrane mukosa digunakan sediaan emulsi tipe M/A atau A/M. emulsi obat dalam dasar salep dapat menurunkan kecepatan absorbsi dan eksintensinya absorbsi melalui kulit dan membrana mukosa. Contoh: suspensi efedrin dalam emulsi M/A bila dipakai pada mukosa hidung di absorbsi lebih lambat si banding larutannya dalam minyak, jadi diperoleh prolonged action.
Kemungkinan besar pertimbangan yang terpenting bagi emulsi di bidang farmasi dan kosmetika adalah stabilitas dari produk jadi. Kestabilan dari emulsi farmasi berciri tidak adanya penggabungan fase dalam, tidak adanya creaming, dan memberikan penampilan, bau, warna dan sifat-sifat fisik lainnya yang baik.
Beberapa peneliti mendefinisikan ketidakstabilan suatu emulsi hanya dalam hal terbentuknya penimbunan dari fase dalam dan pemisahannya dari produk. Creaming yang diakibatkan oleh flokulasi dan konsentrasi bola-bola fase dalam, kadang-kadang tidak dipertimbangkan sebagai suatu tanda ketidakstabilan. Tetapi suatu emulsi adalah suatu sistem yang dinamis, dan flokulasi serta creaming yang dihasilkan menggambarkan tahap-tahap potensial terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna. Lebih-lebih lagi dalam hal emulsi farmasi creaming mengakibatkan ketidakrataan dari distribusi obat dan, tanpa pengocokan yang sempurna sebelum digunakan, berakibat terjadinya pemberian dosis yang berbeda. Tentunya bentuk penampilan dari suatu emulsi dipengaruhi oleh creaming, dan ini benar-benar merupakan suatu masalah nyata bagi pembuatannya jika terjadi pemisahan dari fase dalam.
Berdasarkan atas fenomena semacam itu, dikenal beberapa peristiwa ketidakstabilan emulsi, yaitu:
a) Flokulasi dan creaming.
Flokulasi adalah suatu peristiwa terbentuknya kelompok-kelompok globul yang posisinya tidak beraturan di dalam emulsi. Creaming adalah suatu peristiwa terjadinya lapisan-lapisan dengan konsentrasi yang berbeda-beda di dalam emulsi. Lapisan dengan konsentrasi paling pekat akan berada di sebelah atas atau bawah tergantung dari bobot jenis.
b) Koalesense dan Demulsifikasi
Peristiwa ini terjadi tidak semata-mata disebabkan oleh energy bebas permukaan, tetapi disebabkan pula oleh ketidaksempurnaan lapisan globul. Koalesen adalah peristiwa penggabungan globul-globul menjadi lebih besar. Sedangkan Demulsifikasi adalah peristiwa yang disebabkan oleh terjadinya proses lanjut dari koalesen. Kedua fase akhirnya terpisah kembali menjadi dua cairan yang tidak dapat bercampur. Kedua peristiwa semacam ini emulsi tidak dapat diperbaiki kembali melalui pengocokan.
Emulsi juga dapat mengalami ketidakstabilan jika mengalami hal-hal di bawah ini:
• Peristiwa kimia, seperti penambahan alkohol, perubahan PH, penambahan CaO / CaCL2 .
• Peristiwa fisika, seperti pemanasan, penyaringan, pendinginan dan pengadukan. Inversi yaitu peristiwa berubahnya tipe emulsi W/O menjadi O/W atau sebaliknya dan sifatnya irreversible.
Koalesen Flokulasi
Good Emulsion
Creaming Breaking
b. Zat Pengemulsi (Emulgator)
Emulsi merupakan suatu sistem yang tidak stabil. Untuk itu kita memerlukan suatu zat penstabil yang disebut zat pengemulsi atau emulgator. Tanpa adanya emulgator, maka emulsi akan segera pecah dan terpisah menjadi fase terdispersi dan medium pendispersinya, yang ringan terapung di atas yang berat. Adanya penambahan emulgator dapat menstabilkan suatu emulsi karena emulgator menurunkan tegangan permukaan secara bertahap. Adanya penurunan tegangan permukaan secara bertahap akan menurunkan energi bebas yang diperlukan untuk pembentukan emulsi menjadi semakin minimal. Artinya emulsi akan menjadi stabil bila dilakukan penambahan emulgator yang berfungsi untuk menurunkan energi bebas pembentukan emulsi semaksimal mungkin. Semakin rendah energi bebas pembentukan emulsi maka emulsi akan semakin mudah terbentuk. Tegangan permukaan menurun karena terjadi adsorpsi oleh emulgator pada permukaan cairan dengan bagian ujung yang polar berada di air dan ujung hidrokarbon pada minyak .
Zat pengemulsi dibagi menjadi 3 golongan, yaitu :
Surfaktan : menurunkan tegangan permukaan
Surfaktan yang digunakan dalam percobaan emulsifikasi yaitu ada Tween 80 dan Span 80.
Koloida hidrofilik : membentuk lapisan multimolekular
Partikel padat terbagi halus : teradsorpsi pada batas antar muka dua fase cair yang tidak bercampur
Daya kerja emulgator disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat baik dalam minyak maupun dalam air. Bila emulgator tersebut lebih terikat pada air atau larut dalam zat yang polar maka akan lebih mudah terjadi emulsi minyak dalam air (M/A), dan sebaliknya bila emulgator lebih larut dalam zat yang non polar, seperti minyak, maka akan terjadi emulsi air dalam minyak (A/M). Emulgator membungkus butir-butir cairan terdispersi dengan suatu lapisan tipis, sehingga butir-butir tersebut tidak dapat bergabung membentuk fase kontinyu. Bagian molekul emulgator yang non polar larut dalam lapisan luar butir-butir lemak sedangkan bagian yang polar menghadap ke pelarut air .
Pada beberapa proses, emulsi harus dipecahkan. Namun ada proses dimana emulsi harus dijaga agar tidak terjadi pemecahan emulsi. Zat pengemulsi atau emulgator juga dikenal sebagai koloid pelindung, yang dapat mencegah terjadinya proses pemecahan emulsi, contohnya:Gelatin, digunakan pada pembuatan es krim; Sabun dan deterjen; Protein; Cat dan tinta; Elektrolit.
c. Kestabilan Emulsi
Bila dua larutan murni yang tidak saling campur/ larut seperti minyak dan air, dicampurkan, lalu dikocok kuat-kuat, maka keduanya akan membentuk sistem dispersi yang disebut emulsi. Secara fisik terlihat seolah-olah salah satu fasa berada di sebelah dalam fasa yang lainnya. Bila proses pengocokkan dihentikan, maka dengan sangat cepat akan terjadi pemisahan kembali, sehingga kondisi emulsi yang sesungguhnya muncul dan teramati pada sistem dispersi terjadi dalam waktu yang sangat singkat.
Kestabilan emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu:
1. Gaya tarik-menarik yang dikenal dengan gaya London-Van Der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel-partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan mengendap.
2. Gaya tolak-menolak yang disebabkan oleh pertumpang-tindihan lapisan ganda elektrikyang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid.
Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi, adalah:
1. Tegangan antar muka rendah
2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka
3. Tolakkan listrik double layer
4. Relatifitas phase pendispersi kecil
5. Viskositas tinggi.
d. Penerapan emulsi di Bidang Farmasi
Suatu emulsi o/w merupakan suatu cara pemberian oral yang baik untuk cairan-cairan yang tidak larut dalam air, terutama jika fase terdispers mempunyai fase yang tidak enak. Yang lebih bermakna dalam farmasi masa kini adalah pengamatan tentang beberapa senyawa yang larut dalam lemak, seperti vitamin, diabsorpsi lebih sempurna jika diemulsikan daripada jika diberikan peroral dalam suatu larutan berminyak. Penggunaan emulsi intravena telah diteliti sebagai suatu cara untuk melawan pasien yang lemah yang tidak bisa menerima obat-obat yang diberikan secara oral. Emulsi radiopaque telah ditemukan untuk penggunaan sebagai zat diagnostic untuk pengujian sinar X. Emulsifikasi secara luas digunakan dalam produk farmasi dan kosmetik untuk pemakaian luar. Terutama untuk lotion dermatologik dan lotion kosmetik serta krem karena dikehendakinya suatu produk yang menyebar dengan mudah dan sempurna pada areal dimana ia digunakan. Sekarang produk semacam itu bisa diformulasikan menjadi dapat tercuci air dan tidak berkarat. Produk seperti itu jelas lebih diterima bagi pasien dan dokter daripada produk berlemak yang digunakan satu atau beberapa abad yang lalu. Emulsifikasi digunakan dalam produk aerosol untuk menghasilkan busa. Porpelan yang membentuk fase cair terdispers di dalam wadah menguap bila emulsi tersebut dikeluarkan dari wadahnya. Ini menghasilkan pembentukan busa).
D. ALAT DAN BAHAN
Alat
Pipet tetes
Cawan petri
Batang pengaduk
Tabung sedimentasi
Beaker glass
Gelas ukur
Penangas air
Stirler
Termometer
Bahan
Span 80
Tween 80
Aquadest
Minyak Kelapa (coconut oil)
E. Prosedur Percobaan
o Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB lebar
R/ Minyak 20gr
Emulgator total 3 %
( Tween 80 dan Span 80 )
Air ad. 100gr
a. Dibuat lima seri tipe emulsi dengan ketentuan, yaitu:
Tipe Emulsi Nilai HLB Butuh
1 5
2 7
3 9
4 11
5 13
b.
- Timbang masing-masing; minyak, air, Tween 80 dan Span 80.
- Dicampurkan bahan-bahan yang sesuai dengan fasenya.
- Panaskan keduanya di penangas air 600C, 700C.
- Dimana fase minyak; campurkan minyak dan Span 80.
- Fase air; campurkan air dan Tween 80.
- Ditambahkan perlahan fase minyak ke dalam fase air, aduk selama 5 menit.
- Masukan emulsi kedalam tabung sedimentasi dan beri label sesuai dengan nilai HLB masing-masing (usahakan tinggi emulsi sama di setiap tabung sedimentasinya).
o Amati kestabilan emulsi selama 6 hari. Bila terjadi creaming ukur tinggi emulsi yang membentuk cream.
o Tentukan nilai HLB yang paling stabil.
F. HASIL PENGAMATAN
Tanggal 5 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 4 12
2 4,5 12,6
3 4,6 12,1
4 4,1 12,6
5 4,1 12,5
Tanggal 6 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,9 13,2
2 4,6 12,8
3 4,6 12,1
4 4,1 12,6
5 4 13
Tanggal 9 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,8 13,5
2 4,4 13,1
3 4,4 12,2
4 4,1 12,7
5 4 13
Tanggal 10 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,9 13,4
2 4,4 12,9
3 4,5 12,2
4 4,1 12,9
5 4,1 12,8
G. PERHITUNGAN
• Emulsi tipe 1
Dik: HLB butuh = 5
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : MassaTween 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 5 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
15 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
15 – 12, 9 = 15a – 4,3a
2,1 = 10, 7a
a = 2, 1/ 10,7
a = 0, 196 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-0,196 gram) yaitu 2, 803 gram.
• Emulsi tipe 2
Dik: HLB butuh = 7
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 7 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
21 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
21 – 12, 9 = 15a – 4,3a
8,1 = 10, 7a
a = 8, 1/ 10,7
a = 0, 757 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-0,757gram) yaitu 2, 243 gram.
• Emulsi tipe 3
Dik: HLB butuh = 9
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 9 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
27 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
27– 12, 9 = 15a – 4,3a
14,1 = 10, 7a
a = 14, 1/ 10,7
a = 1, 3177 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 1, 3177 gram dan masa span adalah (3-1, 3177 gram) yaitu 1, 628 gram.
• Emulsi tipe 4
Dik: HLB butuh = 11
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 11 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
33 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
33 – 12, 9 = 15a – 4,3a
20,1 = 10, 7a
a = 20, 1/ 10,7
= 1, 8785 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 1, 8785 gram dan masa span adalah (3-1, 8785 gram) yaitu 1, 1215gram.
• Emulsi tipe 5
Dik: HLB butuh = 13
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 13 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
39 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
39 – 12, 9 = 15a – 4,3a
26,1 = 10, 7a
a = 26, 1/ 10,7
a = 2, 439 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-2, 439 gram) yaitu 0, 561 gram.
H. PEMBAHASAN
Emulsi adalah suatu sIstem yang tidak stabil dan paling sedikit mengandung dua fase cair yang tidak bercampur. Pada percobaan ini digunakan air dan minyak kelapa (coconut oil). Air dan minyak kelapa mempunyai perbedaan sifat kepolaran ddan perbedaan berat jenis. Air dengan rumus molekul H2O memiliki sifat polar karena momen dipolnya tinggi, air juga mempunyai berat jenis yang lebih besar daripada minyak kelapa yaitu. Minyak kelapa memiliki sifat non polar karena momen dipolnya yang kecil, berat jenis minyak kelapa lebih rendah dari pada air yaitu. Akibat perbedaan kepolaran ini air dan minyak kelapa tidak dapat menyatu, karena sifat pelarutan adalah kecendrungan “like dissolves like”. Pelarut yang bersifat polar akan larut di pelarut yang bersifat polar juga, dan pelarut yang bersifat non polar akan larut di pelarut yang bersifat non polar juga. Berat jenis air lebih tinggi daripada minyak, sehingga ketika dilarutkan air berada di bawah minyak.
Untuk membuat suatu sediaan emulsi, diperlukan suatu emulgator. Emulgator ini akan berfungsi untuk membuat partikel minyak menjadi terdispersi dalam air sehingga air dan minyak dapat menyatu. Emulgator terdiri dari tiga golongan yaitu surfaktan, koloida hidrofilik, dan partikel padat terbagi halus, tetapi emulgator yang paling umum digunakan adalah surfaktan.
Surfaktan (surface active agent) adalah suatu senyawa yang bersifat amphifil. Senyawa amphifil adalah senyawa yang mempunyai gugus polar dan gugus non polar. Pada percobaan ini digunakan surfaktan kombinasi yaitu tween 80 dan span 80 sebagai emulgator. Tween 80 dan span 80 ini sama halnya seperti surfaktan lainnya, ada bagian yang bersifat lipofilik (kepalanya) dan bersifat hidrofilik (ekornya). Molekul lipofilik akan menghadap kearah minyak, sedangkan molekul hidrofilik akan menghadap kearah air. Akibat adanya tween 80 dan span 80 ini akan menjembatani molekul minyak kelapa untuk kemudian terdispersi dalam air sebagai fase pendispersinya.
Karena pada percobaan kali ini digunakan surfaktan yang kombinasi yaitu tween 80 dan span 80, maka diperlukan nilai HLB (Hydrophylic – Lypopilic Balance) butuh minyak. HLB butuh minyak setara dengan HLB campuran surfaktan yang digunakan untuk mengemulsikan minyak sehingga membentuk emulsi yang stabil. HLB butuh minyak ini perlu ditentukan apabila emulsi menggunakan kombinasi surfaktan, jika hanya menggunakan satu jenis surfaktan tidak diperlukan nilai HLB butuh minyak. HLB butuh minyak harus berada di rentang nilai HLB kombinasi surfaktan. Pada prakktikum ini digunakan surfaktan tween 80 dengan nilai HLB 15 dan span 80 nilai HLBnya 4,3.
Pada percobaan emulsifikasi ini akan dibuat satu seri emulsi dengan nilai HLB butuh masing-masing 5, 7, 9, 11, dan 13. Bahan yang digunakan adalah minyak dan air, sedangkan untuk emulgator digunakan emulgator kombinasi surfaktan yaitu Tween 80 dan Span 80.
Pencampuran Tween 80 dengan air karena nilai HLB Tween 80 relatif tinggi yaitu sebesar 15. Nilai HLB yang tinggi menunjukkan bahwa Tween 80 bersifat polar sehingga dapat bercampur dengan air yang bersifat polar. Sedangkan Span 80 dicampur dengan fase minyak, karena Span 80 memiliki nilai HLB yang lebih rendah yaitu 4,3 dan menunjukkan bahwa Span 80 bersifat non polar sehingga dapat bercampur dengan minyak.
Terbentuknya emulsi ditandai dengan berubahnya warna campuran menjadi putih susu. Setelah 5 menit emulsi yang terbentuk diangkat dari penangas dan dimasukkan ke dalam tabung sedimentasi dan diberi tanda sesuai dengan nilai HLB-nya. Tinggi emulsi dalam tabung diusahakan sama agar mempermudah dalam membandingkan kestabilan dari tiap emulsi. Selanjutnya, diamati ketidakstabilan emulsi yang terjadi selama 4 hari.
Dari hasil pengamatan, setelah emulsi dipindahkan ke dalam tabung sedimentasi semua emulsi mengalami creaming. Terbentuknya creaming menandakan emulsi yang terbentuk tidak stabil. Creaming yang terbentuk mengarah ke atas.
Dari data pengamatan dapat dilihat bahwa semua HLB mengalami creaming sehingga dapat dikatakan tidak ada yang stabil. Tinggi creaming pada emulsi dengan HLB 2 jauh lebih tinggi dibandingkan tinggi creaming pada emulsi lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa emulsi minyak kelapa dengan air pada HLB 2 paling tidak stabil jika dibandingkan dengan emulsi pada HLB lainnya.
Pengamatan pada hari-hari berikutnya menunjukkan bahwa semua emulsi mengalami creaming. Tinggi creaming yang terjadi pada masing-masing emulsi berbeda setiap harinya.
Dari data pengamatan, dapat dilihat bahwa semua emulsi yang dibuat ternyata tidak stabil karena terjadi creming pada semua tabung sedimentasi. Creaming berpotensi terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna. Jadi, semakin tinggi creaming yang terjadi, semakin besar pula potensi fase dalam untuk bergabung secara sempurna.
Dari data pengamatan yang terlihat dapat juga dijelaskan secara lebih terperinci satu per satu dimulai dari emulsi I dengan nilai HLB 5 yang mengalami penurunan tinggi emulsi dalam tabung sedimentasi pada hari ke 1 sampai hari ke 4 yaitu dari 4 cm, 3,9 cm, 3,8 cm, 3,9 cm. Adapun creaming yang terbentuk pada emulsi I ini mengarah ke atas yang ditandai dengan menurunnya tinggi emulsi dalam tabung dan disebabkan oleh kerapatan fase terdispersi ( dalam hal ini minyak ) yang lebih besar daripada kerapatan air sehingga endapan cenderung bergerak ke atas, karenan berat jeis minyak lebih kecil daripada air.
Pada emulsi II dengan nilai HLB 7, mengalami peristiwa yang sama dengan emulsi I yang memiliki nilai HLB 5 yaitu mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi II ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu 4,5 , 4,6, 4,4, 4,4 cm.
Pada emulsi III dengan nilai HLB 9, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,6, 4,6, 4,4, 4,5cm.
Pada emulsi IVdengan nilai HLB 11, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,1, 4,1, 4,1, 4,1 cm.
Pada emulsi V dengan nilai HLB 13, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,1, 4, , 4,1 cm.
Dari uraian diatas dapat terlihat bahwa, emulsi dengan nilai HLB 5 merupakan emulsi yang paling stabil karena memiliki laju creaming yang sangat kecil sehingga tinggi creaming lebih rendah daripada HLB lain. Sedangkan untuk emulsi dengan nilai HLB 7 merupakan emulsi yang paling tidak stabil karena memiliki laju creaming yang sangat besar, karena sebagian besar terjadi perubahan tinggi creaming setiap harinya.
Jadi bila diurut, laju kestabilan emulsi dari kesembilan sample emulsi adalah sebagai berikut
Emulsi 2 < Emulsi 3 < Emulsi 4 < Emulsi 5 < Emulsi 1
I. KESIMPULAN
• Emulsi dengan bahan air dan minyak kelapa menggunakan emulgator Tween dan Span 80 dengan HLB 5, 7, 9, 11, dan 13 tidak stabil karena mengalami creaming, dimana creaming yang terbentuk mengarah ke atas.
• Diantara emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling tidak stabil adalah emulsi dengan HLB 7, sebab laju penurunan creamingnya amat cepat dari tinggi creaming di hari percobaan paling besar dibandingkan dengan HLB lain.
• Diantara emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling stabil adalah emulsi dengan HLB 5, sebab tinggi creaming pada emulsi dengan HLB 5 lebih rendah dibandingkan dengan tinggi creaming pada HLB lain.
• Ketidakstabilan emulsi dapat terjadi karena penggunaan emulgator yang tidak sesuai, selain itu penurunan suhu yang tiba-tiba dapat menyebabkan emulsi menjadi tidak stabil. Penambahan air secara langsung dalam campuran juga mempengaruhi pembentukan emulsi yang tidak stabil.
J. DAFTAR PUSTAKA
- Anief. Moh. 2000. Farmasetika. Gajah Mada University Press : Yogyakarta
- Anonim a. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta : Departemen kesehatan RI
- Anonim b. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia
- Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 – 482
- Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.591
- http://www.perfspot.com/ Emulsi/ Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
- Ibnuhayyan. 2008. Emulsi. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Bandung, 11 Mei 2011
Mengesahkan
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
EMULSIFIKASI
A. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :
Menghitung jumlah emulgator surfaktan yang digunakan untuk membuat emulsi
Membuat emulsi yang stabil dengan menggunakan emulgator golongan surfaktan
Mengevaluasi ketidakstabilan suatu emulsi
Menentukan HLB butuh suatu minyak
B. MONOGRAFI SURFAKTAN
a. Tween 80
• Pemerian :
- Warna : putih bening atau kekuningab\n
- Rasa : sedikit berasa seperti basa
- Bau : bau khas
- Bentuk : cairan seperti minyak
• Kelarutan :
- Larut dalam etanol dan air
- Tidak larut dalam minyak mineral dan minyak nabati.
• pH larutan : 6-8 untuk 5% zat (w/v) dalam larutan berair
• Stabilitas :
- Stabil bila dicampurkan dengan elektrolit, asam lemah dan basa lemah
- Pereaksi saponifikasi terjadi jika dilakukan penambahan basa kuat/ asam kuat
• Inkompatibilitas :
- Perubahan warna atau pengendapan dapat terjadi dengan berbagai bahan, terutama fenol, tanin
b. Span 80
• Pemerian :
- Warna : krem sampai kecoklatan
- Rasa : rasa khas
- Bau : bau khas
- Bentuk : cairan kental
• Kelarutan :
- Larut atau terdispersi dalam minyak
- Larut dalam banyak pelarut organik
- Tidak larut dalam air, tetapi dapat terdispersi secara perlahan
• Bobot jenis : 1,01 gr/cm3
• pH larutan : < 8
• Stabilitas :
- Stabil jika dicampurkan dengan asam lemah dan basa lemah
- Pembentukan sabun terjadi saat dilakukan penambahan asam kuat dan basa kuat.
C. LANDASAN TEORI
a. Emulsifikasi
Emulsifikasi merupakan proses pembentukan emulsi pada suatu sediaan farmasi. Terdapat beberapa pengertian tentang emulsi, yaitu :
• Menurut FI III : 9
Emulsi adalah sediaan yang mengandung bahan obat cair atau cairan obat terdispersi dalam cairan pembawa distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfaktan yang cocok.
• Menurut Parrot : 354
Emulsi adalah suatu sistem polifase dari 2 campuran yang tidak saling bercampur. Salah satunya tersuspensi dengan bantuan emulgator keseluruh partikel lainnya. Ukuran diameter partikelnya 0.2 – 50 m.
• Menurut Physical Pharmacy : 522
Emulsi adalah sistem yang tidak stabil secara termodinamika mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur satu diantaranya terdispersi sebagai globul-globul (fase pendispersi) dalam fase cair lainnya (fase kontinyu) distabilkan dengan adanya bahan pengemulsi/ emulgator.
• Menurut FI IV : 6
Emulsi adalah sistem dua fase dimana salah satu cairannya terdispersi dalam cairan yang lain dalam bentuk tetesan-tetesan kecil.
• Menurut Ensyclopedia : 138
Umumnya digambarkan sebagai sistem heterogen, terdiri dari dua cairan yang tidak bercampur. Satu diantaranya didispersikan secara seragam sebagai tetesan kecil dalam cairan lain.
• Menurut Formularium Nasional : 412
Emulsi adalah sediaan berupa campuran terdiri dari dua fase cairan dalam sistem dispersi; yang satu terdispersi sangat halus dan merata dalam fase cairan lainnya; umumnya dimantapkan dengan zat pengemulsi.
• Menurut DOM Martin : 508
Emulsi adalah sistem heterogen, terdiri dari kurang lebih satu cairan yang tidak tercampurkan yang terdispersi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan-tetesan di mana diameternya kira-kira 0,1 mm atau dapat diartikan sebagai dua fase yang terdiri dari satu cairan yang terdispersi dalam cairan lainnya yang tidak tercampurkan.
Jadi dapat disimpulkan bahwa Emulsi adalah suatu sistem heterogen yang tidak stabil secara termodinamika, yang terdiri dari paling sedikit dua fase cairan yang tidak bercampur, dimana salah satunya terdispersi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan–tetesan kecil, yang berukuran 0,1-100 mm, yang distabilkan dengan emulgator/surfaktan yang cocok.
Baik fase terdispersi atau fase kontinu berkisar dalam konsistensi dari suatu cairan mobil sampai suatu massa setengah padat (semisolid). Jadi sistem emulsi berkisar dari cairan (lotio) yang mempunyai viskositas relative rendah sampai salep atau krim, yang merupakan semisolid. Diameter partikel dari fase terdispersi umumnya berkisar dari 0,1-10 µm, walaupun partikel sekecil 0,01 µm dan sebesar 100 µm bukan tidak biasa dalam beberapa sediaan.
Komponen utama emulsi berupa fase dispersi (zat cair yang terbagi-bagi menjadi butiran kecil kedalam zat cair lain (fase internal); Fase kontinyu (zat cair yang berfungsi sebagai bahan dasar (pendukung) dari emulsi tersebut (fase eksternal)); dan Emulgator (zat yang digunakan dalam kestabilan emulsi).
Tidak ada teori emulsifikasi yang umum, karena emulsi dapat dibuat dengan menggunakan beberapa tipe zat pengemulsi yang masing-masing berbeda bergantung pada cara kerjanya dengan prinsip yang berbeda untuk mencapai suatu produk yang stabil. Zat pengemulsi bisa dibagi menjadi 3 golongan sebagai berikut :
a) Zat-zat yang aktif pada permukaan yang teradsorpsi pada antarmuka minyak/air membentuk lapisan monomolekular dan mengurangi tegangan antarmuka.
b) Koloid hidrofilik yang membentuk suatu lapisan multimolekular sekitar tetesan-tetesan terdispers dari minyak dalam suatu emulsi o/w.
c) Partikel-partikel padat yang terbagi halus, yang diadsorpsi pada batas antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur dan membentuk suatu lapisan partikel di sekitar bola-bola terdispersi.
Berdasarkan macam zat cair yang berfungsi sebagai fase internal ataupun eksternal, maka emulsi digolongkan menjadi 2 : Emulsi yang mempunyai fase dalam minyak dan fase luar air disebut emulsi minyak-dalam-air dan biasanya diberi tanda sebagai emulsi “m/a”. Sebaliknya emulsi yang mempunyai fase dalam air dan fase luar minyak disebut emulsi air-dalam-minyak dan dikenal sebagai emulsi ‘a/m”. Karena fase luar dari suatu emulsi bersifat kontinu, suatu emulsi minyak dalam air diencerkan atau ditambahkan dengan air atau suatu preparat dalam air. Umumnya untuk membuat suatu emulsi yang stabil, perlu fase ketiga atau bagian dari emulsi, yakni: zat pengemulsi (emulsifying egent). Tergantung pada konstituennya, viskositas emulsi dapat sangat bervariasi dan emulsi farmasi bisa disiapkan sebagai cairan atau semisolid (setengah padat).
Untuk membedakan tipe emulsi, dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain
• Test Pewarnaan
Sejumlah kecil zat pewarna yang larut dalam air seperti metilen blue (brilliant blue) dapat ditaburkan pada permukaan emulsi.Tipe m/a ® (m) titik-titik merah; (a) biru dominan.
Tipe a/m ® (a) titik-titik biru; (m) merah dominan.
• Test Pengenceran Tetesan
Metode ini berdasarkan prinsip bahwa suatu emulsi akan bercampur dengan yang menjadi fase luarnya. Misalnya suatu emulsi tipe m/a, maka emulsi ini akan mudah diencerkan dengan penambahan air. Begitu pula sebaliknya dengan tipe a/m. Test Kelarutan Pewarna
Sejumlah kecil zat warna yang larut dalam air seperti biru metilen atau brilliant blue FCF bisa ditaburkan pada permukaan emulsi. Jika air mearupakan rase luar, yakni, jika emulsi tersebut bertipe o/w, zat tersebut akan melarut didalalmnya dan berdifusi merata ke seluruh bagian dari air tersebut. Jika emulsi tersebut bertipe w/o, partikel-partikel zat warna akan tinggal bergerombol pada permukaan.
• Test Creaming (Arah Pembentukan Krim)
Creaming adalah proses sedimentasi dari tetesan-tetesan terdispersi berdasarkan densitas dari fase internal dan fase eksternal. Jika densitas relative dari kedua fase diketahui, pembentukan arah krim dari fase dispersi dapat menunjukkan tipe emulsi yang ada. Pada sebagian besar sistem farmasetik, densitas fase minyak atau lemak kurang dibandingkan fase air; sehingga, jika terjadi krim pada bagian atas, maka emulsi tersebut adalah tipe m/a, jika emulsi krim terjadi pada bagian bawah, maka emulsi tersebut merupakan tipe a/m.
• Test Konduktivitas Elektrik
Metode ini berdasarkan prinsip bahwa air atau larutan berair mampu menghantarkan listrik, dan minyak tidak dapat menghantarkan listrik. Jika sepasang elektroda yang dihubungkan dengan suatu sumber listrik luar dan dicelupkan dalam emulsi. Jika fase luar adalah air, aliran listrik akan melalui emulsi tersebut dan dapat dibuat untuk membelokkan jarum voltmeter atau menyebabkan suatu cahaya dalam sirkuit berpijar. Jika minyak merupakan fase kontinu, emulsi tersebut itdak dapat membawa arus listrik.
• Test Kertas saring : Air (cepat menyebar); Minyak (bercak)
Tipe m/a ® Dapat menyebar dengan cepat.
Tipe a/m ® Tidak menyebar (berupa bercak minyak.
Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar memperoleh emulsa yang stabil. Zat pengemulsi adalah PGA, tragakan, gelatin, sapo dan lain-lain. Emulsa dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi spuria (emulsi buatan). Emulsi vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat disamping minyak lemak juga emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih telur .
Pada pembuatan emulsi, surfaktan juga dapat digunakan sebagai emulgator. Jika surfaktan yang digunakan sebagai emulgator maka dapat terbentuk suatu emulsi ganda (multiple emulsion). Sistem ini merupakan jenis emulsi air-minyak-air atau sebaliknya. Mekanisme kerja emulgator semacam ini berdasarkan atas kemampuannya menurunkan tegangan permukaan air dan minyak serta membentuk lapisan monomolekular pada permukaan globul fase terdispersi.
Secara kimia molekul surfaktan terdiri atas gugus polar dan non polar. Apabila surfaktan dimasukkan ke dalam sistem yang terdiri dari air dan minyak, maka gugus polar akan mengarah ke fase air sedangkan gugus non polar akan mengarah ke fase minyak. Surfaktan yang didominasi gugus polar akan cenderung membentuk emulsi minyak dalam air. Sedangkan jik amolekul surfaktan lebih didominasi gugus non polar akan cenderung menghasilkan emulsi air dalam minyak.
Metode yang dapat digunakan untuk menilai efisiensi surfaktan sebagai emulgator adalah Metode HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance). HLB ( Hydrophilic Lypophilic Balance) adalah ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik dari suatu zat aktif permukaan. Griffin menyusun suatu skala ukuran HLB surfaktan yang dapat digunakan menyusun daerah efisiensi HLB optimum untuk setiap fungsi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB suatu surfakatan, sifat kepolarannnya akan meningkat. Disamping itu, HLB butuh minyak yang digunakan juga perlu diketahui. Pada umumnya nialai HLB butuh suatu minyak adalah tetap untuk suatu emulsi tertentu dan nilai ini ditentukan berdasarkan percobaan. Menurut Griffin, nilai HLB butuh setara dengan nilai HLB surfaktan yang digunakan untuk mengemulsikan minyak dengan air sehingga membentuk suatu emulsi yang stabil.
Untuk mengetahui proses terbentuknya emulsi dikenal 4 macam teori, yang melihat proses terjadinya emulsi dari sudut pandang yang berbeda-beda. Teori tersebut ialah :
1. Teori Tegangan Permukaan (Surface Tension)
Molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul yang sejenis yang disebut dengan daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik menarik antara molekul yang tidak sejenis yang disebut dengan daya adhesi.
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 perbedaan tegangan bidang batas dua cairan yang tidak dapat bercampur. Tegangan yang terjadi antara dua cairan tersebut dinamakan tegangan bidang batas.
Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan antara kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tetentu antara lain sabun.
Didalam teori ini dikatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur.
2. Teori Orientasi Bentuk Baji (Oriented Wedge)
Setiap molekul emulgator dibagi menjadi dua kelompok yakni :
• Kelompok hidrofilik, yakni bagian dari emulgator yang suka pada air.
• Kelompok lipofilik, yakni bagian yang suka pada minyak.
3. Teori Interparsial Film
Teori ini mengatakan bahwa emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers. Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. Dengan kata lain fase dispers menjadi stabil. Untuk memberikan stabilitas maksimum pada emulsi, syarat emulgator yang dipakai adalah :
• Dapat membentuk lapisan film yang kuat tapi lunak.
• Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispers.
• Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera.
4. Teori Electric Double Layer (lapisan listrik ganda)
Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan bermuatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Dengan demikian seolah-olah tiap partikel minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan menggandakan penggabungan menjadi satu molekul besar. Karena susunan listrik yang menyelubungisesama partikel akan tolak- menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah. Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara dibawah ini.
• Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel.
• Terjadinya absorpsi ion oleh partikel dari cairan disekitarnya.
• Terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya
Ada beberapa Metode yang biasa digunakan dalam pembuatan Emulsi yaitu :
a. Metode Gom Kering
Disebut pula metode continental dan metode 4;2;1. Emulsi dibuat dengan jumlah komposisi minyak dengan ½ jumlah volume air dan ¼ jumlah emulgator. Sehingga diperoleh perbandingan 4 bagian minyak, 2 bagian air dan 1 bagian emulgator. Pertama-tama gom didispersikan ke dalam minyak, lalu ditambahkan air sekaligus dan diaduk /digerus dengan cepat dan searah hingga terbentuk korpus emulsi.
b. Metode Gom Basah
Disebut pula sebagai metode Inggris, cocok untuk penyiapan emulsi dengan musilago atau melarutkan gum sebagai emulgator, dan menggunakan perbandingan 4;2;1 sama seperti metode gom kering. Metode ini dipilih jika emulgator yang digunakan harus dilarutkan/didispersikan terlebuh dahulu kedalam air misalnya metilselulosa. 1 bagian gom ditambahkan 2 bagian air lalu diaduk, dan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus diaduk dengan cepat.
c. Metode Botol
Disebut pula metode Forbes. Metode ini digunakan untuk emulsi dari bahan-bahan menguap dan minyak-minyak dengan kekentalan yang rendah. Metode ini merrupakan variasi dari metode gom kering atau metode gom basah. Emulsi terutama dibuat dengan pengocokan kuat dan kemudian diencerkan dengan fase luar.
Dalam botol kering, emulgator yang digunakan ¼ dari jumlah minyak. Ditambahkan dua bagian air lalu dikocok kuat-kuat, suatu volume air yang sama banyak dengan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus dikocok, setelah emulsi utama terbentuk, dapat diencerkan dengan air sampai volume yang tepat.
d. Metode Penyabunan In Situ
• Sabun Kalsium
Emulsi a/m yang terdiri dari campuran minyak sayur dan air jeruk,yang dibuat dengan sederhana yaitu mencampurkan minyak dan air dalam jumlah yang sama dan dikocok kuat-kuat. Bahan pengemulsi, terutama kalsium oleat, dibentuk secara in situ disiapkan dari minyak sayur alami yang mengandung asam lemak bebas.
• Sabun Lunak
Metode ini, basis di larutkan dalam fase air dan asam lemak dalam fase minyak. Jika perlu, maka bahan dapat dilelehkan, komponen tersebut dapat dipisahkan dalam dua gelas beker dan dipanaskan hingga meleleh, jika kedua fase telah mencapai temperature yang sama, maka fase eksternal ditambahkan kedalam fase internal dengan pengadukan.
• Pengemulsi Sintetik
Beberapa pustaka memasukkannya dalam kategori metode tambahan (1). Secara umum, metode ini sama dengan metode penyabunan in situ dengan menggunakan sabun lunak dengan perbedaan bahwa bahan pengemulsi ditambahkan pada fase dimana ia dapat lebih melarut. Dengan perbandingan untuk emulsifier 2-5%. Emulsifikasi tidak terjadi secepat metode penyabunan. Beberapa tipe peralatan mekanik biasanya dibutuhkan, seperti hand homogenizer.
Konsistensi emulsi sangat beragam, mulai dari cairan yang mudah dituang hingga krim setengah padat. Umumnya krim minyak dalam air dibuat pada suhu tinggi, berbentuk cair pada suhu ini, kemudian didinginkan pada suhu kamar, dan menjadi padat akibat terjadinya solidifikasi fase internal. Dalam hal ini, tidak diperlukan perbandingan volume fase internal terhadap volume fase eksternal yang tinggi untuk menghasilkan sifat setengah padat, misalnya krim stearat atau krim pembersih adalah setengah padat dengan fase internal hanya hanya 15%. Sifat setengah padat emulsi air dalam minyak, biasanya diakibatkan oleh fase eksternal setengah padat .
Penggunaan emulsi dibagi menjadi dua golongan yaitu emulsi untuk pemakaian dalam dan emulsi untuk pemakaian luar. Emulsi untuk pemakaian dalam meliputi per oral atau pada injeksi intravena sedangkan untuk pemakaian luar digunakan pada kulit atau membrane mukosa yaitu linemen, losion, cream dan salep.
Emulsi untuk penggunaan oral biasanya mempunyai tipe M/A. Emulgator merupakan film penutup dari minyak obat agar menutupi rasa tak enak itu. Flavour ditambahkan pada fase ekstern agara rasanya lebih enak. Emulsi juga berguna untuk menaikan absorbsi lemak melalui dinding usus. Penggunaan emulsi untuk parenteral dibutuhkan perhatian khusus dalam produksi seperti pemilihan emulgator, ukuran kesamaan butir tetes untuk injeklsi intravena. Lecithin tidak pernah dipakai karena menimbulkan hemolisa. Pembuatan emulsi untuk injeksi dilakukan dengan membuat emulsi kasar lalu dimasukan homogenizer, di tampung dalam botol steril dan disterilkan dalam auto klap dan di periksa sterilitas serta ukuran butir.
Untuk pemakaian kulit dan membrane mukosa digunakan sediaan emulsi tipe M/A atau A/M. emulsi obat dalam dasar salep dapat menurunkan kecepatan absorbsi dan eksintensinya absorbsi melalui kulit dan membrana mukosa. Contoh: suspensi efedrin dalam emulsi M/A bila dipakai pada mukosa hidung di absorbsi lebih lambat si banding larutannya dalam minyak, jadi diperoleh prolonged action.
Kemungkinan besar pertimbangan yang terpenting bagi emulsi di bidang farmasi dan kosmetika adalah stabilitas dari produk jadi. Kestabilan dari emulsi farmasi berciri tidak adanya penggabungan fase dalam, tidak adanya creaming, dan memberikan penampilan, bau, warna dan sifat-sifat fisik lainnya yang baik.
Beberapa peneliti mendefinisikan ketidakstabilan suatu emulsi hanya dalam hal terbentuknya penimbunan dari fase dalam dan pemisahannya dari produk. Creaming yang diakibatkan oleh flokulasi dan konsentrasi bola-bola fase dalam, kadang-kadang tidak dipertimbangkan sebagai suatu tanda ketidakstabilan. Tetapi suatu emulsi adalah suatu sistem yang dinamis, dan flokulasi serta creaming yang dihasilkan menggambarkan tahap-tahap potensial terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna. Lebih-lebih lagi dalam hal emulsi farmasi creaming mengakibatkan ketidakrataan dari distribusi obat dan, tanpa pengocokan yang sempurna sebelum digunakan, berakibat terjadinya pemberian dosis yang berbeda. Tentunya bentuk penampilan dari suatu emulsi dipengaruhi oleh creaming, dan ini benar-benar merupakan suatu masalah nyata bagi pembuatannya jika terjadi pemisahan dari fase dalam.
Berdasarkan atas fenomena semacam itu, dikenal beberapa peristiwa ketidakstabilan emulsi, yaitu:
a) Flokulasi dan creaming.
Flokulasi adalah suatu peristiwa terbentuknya kelompok-kelompok globul yang posisinya tidak beraturan di dalam emulsi. Creaming adalah suatu peristiwa terjadinya lapisan-lapisan dengan konsentrasi yang berbeda-beda di dalam emulsi. Lapisan dengan konsentrasi paling pekat akan berada di sebelah atas atau bawah tergantung dari bobot jenis.
b) Koalesense dan Demulsifikasi
Peristiwa ini terjadi tidak semata-mata disebabkan oleh energy bebas permukaan, tetapi disebabkan pula oleh ketidaksempurnaan lapisan globul. Koalesen adalah peristiwa penggabungan globul-globul menjadi lebih besar. Sedangkan Demulsifikasi adalah peristiwa yang disebabkan oleh terjadinya proses lanjut dari koalesen. Kedua fase akhirnya terpisah kembali menjadi dua cairan yang tidak dapat bercampur. Kedua peristiwa semacam ini emulsi tidak dapat diperbaiki kembali melalui pengocokan.
Emulsi juga dapat mengalami ketidakstabilan jika mengalami hal-hal di bawah ini:
• Peristiwa kimia, seperti penambahan alkohol, perubahan PH, penambahan CaO / CaCL2 .
• Peristiwa fisika, seperti pemanasan, penyaringan, pendinginan dan pengadukan. Inversi yaitu peristiwa berubahnya tipe emulsi W/O menjadi O/W atau sebaliknya dan sifatnya irreversible.
Koalesen Flokulasi
Good Emulsion
Creaming Breaking
b. Zat Pengemulsi (Emulgator)
Emulsi merupakan suatu sistem yang tidak stabil. Untuk itu kita memerlukan suatu zat penstabil yang disebut zat pengemulsi atau emulgator. Tanpa adanya emulgator, maka emulsi akan segera pecah dan terpisah menjadi fase terdispersi dan medium pendispersinya, yang ringan terapung di atas yang berat. Adanya penambahan emulgator dapat menstabilkan suatu emulsi karena emulgator menurunkan tegangan permukaan secara bertahap. Adanya penurunan tegangan permukaan secara bertahap akan menurunkan energi bebas yang diperlukan untuk pembentukan emulsi menjadi semakin minimal. Artinya emulsi akan menjadi stabil bila dilakukan penambahan emulgator yang berfungsi untuk menurunkan energi bebas pembentukan emulsi semaksimal mungkin. Semakin rendah energi bebas pembentukan emulsi maka emulsi akan semakin mudah terbentuk. Tegangan permukaan menurun karena terjadi adsorpsi oleh emulgator pada permukaan cairan dengan bagian ujung yang polar berada di air dan ujung hidrokarbon pada minyak .
Zat pengemulsi dibagi menjadi 3 golongan, yaitu :
Surfaktan : menurunkan tegangan permukaan
Surfaktan yang digunakan dalam percobaan emulsifikasi yaitu ada Tween 80 dan Span 80.
Koloida hidrofilik : membentuk lapisan multimolekular
Partikel padat terbagi halus : teradsorpsi pada batas antar muka dua fase cair yang tidak bercampur
Daya kerja emulgator disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat baik dalam minyak maupun dalam air. Bila emulgator tersebut lebih terikat pada air atau larut dalam zat yang polar maka akan lebih mudah terjadi emulsi minyak dalam air (M/A), dan sebaliknya bila emulgator lebih larut dalam zat yang non polar, seperti minyak, maka akan terjadi emulsi air dalam minyak (A/M). Emulgator membungkus butir-butir cairan terdispersi dengan suatu lapisan tipis, sehingga butir-butir tersebut tidak dapat bergabung membentuk fase kontinyu. Bagian molekul emulgator yang non polar larut dalam lapisan luar butir-butir lemak sedangkan bagian yang polar menghadap ke pelarut air .
Pada beberapa proses, emulsi harus dipecahkan. Namun ada proses dimana emulsi harus dijaga agar tidak terjadi pemecahan emulsi. Zat pengemulsi atau emulgator juga dikenal sebagai koloid pelindung, yang dapat mencegah terjadinya proses pemecahan emulsi, contohnya:Gelatin, digunakan pada pembuatan es krim; Sabun dan deterjen; Protein; Cat dan tinta; Elektrolit.
c. Kestabilan Emulsi
Bila dua larutan murni yang tidak saling campur/ larut seperti minyak dan air, dicampurkan, lalu dikocok kuat-kuat, maka keduanya akan membentuk sistem dispersi yang disebut emulsi. Secara fisik terlihat seolah-olah salah satu fasa berada di sebelah dalam fasa yang lainnya. Bila proses pengocokkan dihentikan, maka dengan sangat cepat akan terjadi pemisahan kembali, sehingga kondisi emulsi yang sesungguhnya muncul dan teramati pada sistem dispersi terjadi dalam waktu yang sangat singkat.
Kestabilan emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu:
1. Gaya tarik-menarik yang dikenal dengan gaya London-Van Der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel-partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan mengendap.
2. Gaya tolak-menolak yang disebabkan oleh pertumpang-tindihan lapisan ganda elektrikyang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid.
Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi, adalah:
1. Tegangan antar muka rendah
2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka
3. Tolakkan listrik double layer
4. Relatifitas phase pendispersi kecil
5. Viskositas tinggi.
d. Penerapan emulsi di Bidang Farmasi
Suatu emulsi o/w merupakan suatu cara pemberian oral yang baik untuk cairan-cairan yang tidak larut dalam air, terutama jika fase terdispers mempunyai fase yang tidak enak. Yang lebih bermakna dalam farmasi masa kini adalah pengamatan tentang beberapa senyawa yang larut dalam lemak, seperti vitamin, diabsorpsi lebih sempurna jika diemulsikan daripada jika diberikan peroral dalam suatu larutan berminyak. Penggunaan emulsi intravena telah diteliti sebagai suatu cara untuk melawan pasien yang lemah yang tidak bisa menerima obat-obat yang diberikan secara oral. Emulsi radiopaque telah ditemukan untuk penggunaan sebagai zat diagnostic untuk pengujian sinar X. Emulsifikasi secara luas digunakan dalam produk farmasi dan kosmetik untuk pemakaian luar. Terutama untuk lotion dermatologik dan lotion kosmetik serta krem karena dikehendakinya suatu produk yang menyebar dengan mudah dan sempurna pada areal dimana ia digunakan. Sekarang produk semacam itu bisa diformulasikan menjadi dapat tercuci air dan tidak berkarat. Produk seperti itu jelas lebih diterima bagi pasien dan dokter daripada produk berlemak yang digunakan satu atau beberapa abad yang lalu. Emulsifikasi digunakan dalam produk aerosol untuk menghasilkan busa. Porpelan yang membentuk fase cair terdispers di dalam wadah menguap bila emulsi tersebut dikeluarkan dari wadahnya. Ini menghasilkan pembentukan busa).
D. ALAT DAN BAHAN
Alat
Pipet tetes
Cawan petri
Batang pengaduk
Tabung sedimentasi
Beaker glass
Gelas ukur
Penangas air
Stirler
Termometer
Bahan
Span 80
Tween 80
Aquadest
Minyak Kelapa (coconut oil)
E. Prosedur Percobaan
o Penentuan HLB butuh minyak dengan jarak HLB lebar
R/ Minyak 20gr
Emulgator total 3 %
( Tween 80 dan Span 80 )
Air ad. 100gr
a. Dibuat lima seri tipe emulsi dengan ketentuan, yaitu:
Tipe Emulsi Nilai HLB Butuh
1 5
2 7
3 9
4 11
5 13
b.
- Timbang masing-masing; minyak, air, Tween 80 dan Span 80.
- Dicampurkan bahan-bahan yang sesuai dengan fasenya.
- Panaskan keduanya di penangas air 600C, 700C.
- Dimana fase minyak; campurkan minyak dan Span 80.
- Fase air; campurkan air dan Tween 80.
- Ditambahkan perlahan fase minyak ke dalam fase air, aduk selama 5 menit.
- Masukan emulsi kedalam tabung sedimentasi dan beri label sesuai dengan nilai HLB masing-masing (usahakan tinggi emulsi sama di setiap tabung sedimentasinya).
o Amati kestabilan emulsi selama 6 hari. Bila terjadi creaming ukur tinggi emulsi yang membentuk cream.
o Tentukan nilai HLB yang paling stabil.
F. HASIL PENGAMATAN
Tanggal 5 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 4 12
2 4,5 12,6
3 4,6 12,1
4 4,1 12,6
5 4,1 12,5
Tanggal 6 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,9 13,2
2 4,6 12,8
3 4,6 12,1
4 4,1 12,6
5 4 13
Tanggal 9 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,8 13,5
2 4,4 13,1
3 4,4 12,2
4 4,1 12,7
5 4 13
Tanggal 10 Mei 2011
Tipe Emulsi Cream Bening
1 3,9 13,4
2 4,4 12,9
3 4,5 12,2
4 4,1 12,9
5 4,1 12,8
G. PERHITUNGAN
• Emulsi tipe 1
Dik: HLB butuh = 5
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : MassaTween 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 5 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
15 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
15 – 12, 9 = 15a – 4,3a
2,1 = 10, 7a
a = 2, 1/ 10,7
a = 0, 196 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-0,196 gram) yaitu 2, 803 gram.
• Emulsi tipe 2
Dik: HLB butuh = 7
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 7 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
21 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
21 – 12, 9 = 15a – 4,3a
8,1 = 10, 7a
a = 8, 1/ 10,7
a = 0, 757 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-0,757gram) yaitu 2, 243 gram.
• Emulsi tipe 3
Dik: HLB butuh = 9
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 9 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
27 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
27– 12, 9 = 15a – 4,3a
14,1 = 10, 7a
a = 14, 1/ 10,7
a = 1, 3177 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 1, 3177 gram dan masa span adalah (3-1, 3177 gram) yaitu 1, 628 gram.
• Emulsi tipe 4
Dik: HLB butuh = 11
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 11 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
33 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
33 – 12, 9 = 15a – 4,3a
20,1 = 10, 7a
a = 20, 1/ 10,7
= 1, 8785 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 1, 8785 gram dan masa span adalah (3-1, 8785 gram) yaitu 1, 1215gram.
• Emulsi tipe 5
Dik: HLB butuh = 13
Masa emulgator total = 3 gram
HLB twwen 80 = 15
HLB span 80 = 4, 3
Dit : massa twwen 80 dan span 80= ?
Misal massa tween 80 = a gram
Maka massa span 80 = 3 – a gram
Jawab:
Masa emulgator total . HLB butuh = masa T80.HLB T80 + masa S80. HLB S8
3 . 13 = ( a . 15 ) + { (3 - a) . 4, 3}
39 = 15 a + 12, 9 – 4,3 a
39 – 12, 9 = 15a – 4,3a
26,1 = 10, 7a
a = 26, 1/ 10,7
a = 2, 439 gram
Jadi, masa tween 80 adalah 0, 196 gram dan masa span adalah (3-2, 439 gram) yaitu 0, 561 gram.
H. PEMBAHASAN
Emulsi adalah suatu sIstem yang tidak stabil dan paling sedikit mengandung dua fase cair yang tidak bercampur. Pada percobaan ini digunakan air dan minyak kelapa (coconut oil). Air dan minyak kelapa mempunyai perbedaan sifat kepolaran ddan perbedaan berat jenis. Air dengan rumus molekul H2O memiliki sifat polar karena momen dipolnya tinggi, air juga mempunyai berat jenis yang lebih besar daripada minyak kelapa yaitu. Minyak kelapa memiliki sifat non polar karena momen dipolnya yang kecil, berat jenis minyak kelapa lebih rendah dari pada air yaitu. Akibat perbedaan kepolaran ini air dan minyak kelapa tidak dapat menyatu, karena sifat pelarutan adalah kecendrungan “like dissolves like”. Pelarut yang bersifat polar akan larut di pelarut yang bersifat polar juga, dan pelarut yang bersifat non polar akan larut di pelarut yang bersifat non polar juga. Berat jenis air lebih tinggi daripada minyak, sehingga ketika dilarutkan air berada di bawah minyak.
Untuk membuat suatu sediaan emulsi, diperlukan suatu emulgator. Emulgator ini akan berfungsi untuk membuat partikel minyak menjadi terdispersi dalam air sehingga air dan minyak dapat menyatu. Emulgator terdiri dari tiga golongan yaitu surfaktan, koloida hidrofilik, dan partikel padat terbagi halus, tetapi emulgator yang paling umum digunakan adalah surfaktan.
Surfaktan (surface active agent) adalah suatu senyawa yang bersifat amphifil. Senyawa amphifil adalah senyawa yang mempunyai gugus polar dan gugus non polar. Pada percobaan ini digunakan surfaktan kombinasi yaitu tween 80 dan span 80 sebagai emulgator. Tween 80 dan span 80 ini sama halnya seperti surfaktan lainnya, ada bagian yang bersifat lipofilik (kepalanya) dan bersifat hidrofilik (ekornya). Molekul lipofilik akan menghadap kearah minyak, sedangkan molekul hidrofilik akan menghadap kearah air. Akibat adanya tween 80 dan span 80 ini akan menjembatani molekul minyak kelapa untuk kemudian terdispersi dalam air sebagai fase pendispersinya.
Karena pada percobaan kali ini digunakan surfaktan yang kombinasi yaitu tween 80 dan span 80, maka diperlukan nilai HLB (Hydrophylic – Lypopilic Balance) butuh minyak. HLB butuh minyak setara dengan HLB campuran surfaktan yang digunakan untuk mengemulsikan minyak sehingga membentuk emulsi yang stabil. HLB butuh minyak ini perlu ditentukan apabila emulsi menggunakan kombinasi surfaktan, jika hanya menggunakan satu jenis surfaktan tidak diperlukan nilai HLB butuh minyak. HLB butuh minyak harus berada di rentang nilai HLB kombinasi surfaktan. Pada prakktikum ini digunakan surfaktan tween 80 dengan nilai HLB 15 dan span 80 nilai HLBnya 4,3.
Pada percobaan emulsifikasi ini akan dibuat satu seri emulsi dengan nilai HLB butuh masing-masing 5, 7, 9, 11, dan 13. Bahan yang digunakan adalah minyak dan air, sedangkan untuk emulgator digunakan emulgator kombinasi surfaktan yaitu Tween 80 dan Span 80.
Pencampuran Tween 80 dengan air karena nilai HLB Tween 80 relatif tinggi yaitu sebesar 15. Nilai HLB yang tinggi menunjukkan bahwa Tween 80 bersifat polar sehingga dapat bercampur dengan air yang bersifat polar. Sedangkan Span 80 dicampur dengan fase minyak, karena Span 80 memiliki nilai HLB yang lebih rendah yaitu 4,3 dan menunjukkan bahwa Span 80 bersifat non polar sehingga dapat bercampur dengan minyak.
Terbentuknya emulsi ditandai dengan berubahnya warna campuran menjadi putih susu. Setelah 5 menit emulsi yang terbentuk diangkat dari penangas dan dimasukkan ke dalam tabung sedimentasi dan diberi tanda sesuai dengan nilai HLB-nya. Tinggi emulsi dalam tabung diusahakan sama agar mempermudah dalam membandingkan kestabilan dari tiap emulsi. Selanjutnya, diamati ketidakstabilan emulsi yang terjadi selama 4 hari.
Dari hasil pengamatan, setelah emulsi dipindahkan ke dalam tabung sedimentasi semua emulsi mengalami creaming. Terbentuknya creaming menandakan emulsi yang terbentuk tidak stabil. Creaming yang terbentuk mengarah ke atas.
Dari data pengamatan dapat dilihat bahwa semua HLB mengalami creaming sehingga dapat dikatakan tidak ada yang stabil. Tinggi creaming pada emulsi dengan HLB 2 jauh lebih tinggi dibandingkan tinggi creaming pada emulsi lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa emulsi minyak kelapa dengan air pada HLB 2 paling tidak stabil jika dibandingkan dengan emulsi pada HLB lainnya.
Pengamatan pada hari-hari berikutnya menunjukkan bahwa semua emulsi mengalami creaming. Tinggi creaming yang terjadi pada masing-masing emulsi berbeda setiap harinya.
Dari data pengamatan, dapat dilihat bahwa semua emulsi yang dibuat ternyata tidak stabil karena terjadi creming pada semua tabung sedimentasi. Creaming berpotensi terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna. Jadi, semakin tinggi creaming yang terjadi, semakin besar pula potensi fase dalam untuk bergabung secara sempurna.
Dari data pengamatan yang terlihat dapat juga dijelaskan secara lebih terperinci satu per satu dimulai dari emulsi I dengan nilai HLB 5 yang mengalami penurunan tinggi emulsi dalam tabung sedimentasi pada hari ke 1 sampai hari ke 4 yaitu dari 4 cm, 3,9 cm, 3,8 cm, 3,9 cm. Adapun creaming yang terbentuk pada emulsi I ini mengarah ke atas yang ditandai dengan menurunnya tinggi emulsi dalam tabung dan disebabkan oleh kerapatan fase terdispersi ( dalam hal ini minyak ) yang lebih besar daripada kerapatan air sehingga endapan cenderung bergerak ke atas, karenan berat jeis minyak lebih kecil daripada air.
Pada emulsi II dengan nilai HLB 7, mengalami peristiwa yang sama dengan emulsi I yang memiliki nilai HLB 5 yaitu mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi II ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu 4,5 , 4,6, 4,4, 4,4 cm.
Pada emulsi III dengan nilai HLB 9, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,6, 4,6, 4,4, 4,5cm.
Pada emulsi IVdengan nilai HLB 11, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,1, 4,1, 4,1, 4,1 cm.
Pada emulsi V dengan nilai HLB 13, mengalami penurunan tinggi creaming dalam tabung sedimentasi. Pada emulsi III ini penurunan tinggi creaming terjadi pada hari pertama sampai hari ke empat yaitu dari 4,1, 4, , 4,1 cm.
Dari uraian diatas dapat terlihat bahwa, emulsi dengan nilai HLB 5 merupakan emulsi yang paling stabil karena memiliki laju creaming yang sangat kecil sehingga tinggi creaming lebih rendah daripada HLB lain. Sedangkan untuk emulsi dengan nilai HLB 7 merupakan emulsi yang paling tidak stabil karena memiliki laju creaming yang sangat besar, karena sebagian besar terjadi perubahan tinggi creaming setiap harinya.
Jadi bila diurut, laju kestabilan emulsi dari kesembilan sample emulsi adalah sebagai berikut
Emulsi 2 < Emulsi 3 < Emulsi 4 < Emulsi 5 < Emulsi 1
I. KESIMPULAN
• Emulsi dengan bahan air dan minyak kelapa menggunakan emulgator Tween dan Span 80 dengan HLB 5, 7, 9, 11, dan 13 tidak stabil karena mengalami creaming, dimana creaming yang terbentuk mengarah ke atas.
• Diantara emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling tidak stabil adalah emulsi dengan HLB 7, sebab laju penurunan creamingnya amat cepat dari tinggi creaming di hari percobaan paling besar dibandingkan dengan HLB lain.
• Diantara emulsi-emulsi yang diamati, emulsi yang paling stabil adalah emulsi dengan HLB 5, sebab tinggi creaming pada emulsi dengan HLB 5 lebih rendah dibandingkan dengan tinggi creaming pada HLB lain.
• Ketidakstabilan emulsi dapat terjadi karena penggunaan emulgator yang tidak sesuai, selain itu penurunan suhu yang tiba-tiba dapat menyebabkan emulsi menjadi tidak stabil. Penambahan air secara langsung dalam campuran juga mempengaruhi pembentukan emulsi yang tidak stabil.
J. DAFTAR PUSTAKA
- Anief. Moh. 2000. Farmasetika. Gajah Mada University Press : Yogyakarta
- Anonim a. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta : Departemen kesehatan RI
- Anonim b. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia
- Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 – 482
- Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.591
- http://www.perfspot.com/ Emulsi/ Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
- Ibnuhayyan. 2008. Emulsi. Diakses pada tanggal 8 Mei 2011
Bandung, 11 Mei 2011
Mengesahkan
Asisten Penanggungjawab Kelompok, Nilai Laporan Praktikum,
Langganan:
Postingan (Atom)