A. Pengertian
Emulsi
Menurut FI Edisi IV, emulsi adalah sistem dua
fase yang salah satu cairannya terdispersi dalam cairan yang lain, dalam
bentuk tetesan kecil. Stabilitas emulsi dapat dipertahankan dengan
penambahan zat yang ketiga yang disebut dengan emulgator (emulsifying agent)
Emulsi berasal dari kata emulgeo yang artinya
menyerupai milk, warna emulsi adalah putih. Pada abad XVII hanya dikenal emulsi
dari biji-bijian yang mengandung lemak, protein dan air. Emulsi semacam ini
disebut emulsi vera atau emulsi alam, sebagai emulgator dipakai
protein yang terdapat dalam biji tersebut.
Pada pertengahan abad ke XVIII, ahli farmasi Perancis
memperkenalkan pembuatan emulsi dari oleum olivarum, oleum anisi dan eugenol
oil dengan menggunakan penambahan gom arab, tragacanth, kuning telur. Emulsi
yang terbentuk karena penambahan emulgator dari luar disebut emulsi spuria atau
emulsi buatan.
B. Komponen
Emulsi
Komponen dari emulsi dapat digolongkan menjadi 2 macam yaitu :
1. Komponen dasar
Adalah bahan pembentuk emulsi yang
harus terdapat didalam emulsi. Terdiri atas :
Fase dispers / fase internal / fase diskontinue
Yaitu zat cair yang terbagi- bagi menjadi butiran kecil ke dalam zat cair
lain.
Fase kontinue / fase external / fase luar
Yaitu zat cair dalam emulsi yang berfungsi sebagai bahan dasar
(pendukung) dari emulsi tersebut.
Emulgator.
Adalah bagian dari emulsi yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi.
2. Komponen tambahan
Bahan tambahan yang
sering ditambahkan pada emulsi untuk memperoleh hasil yang
lebih baik. Misalnya corrigen saporis, odoris, colouris, preservative
(pengawet), anti oksidan.
Preservative yang
digunakan antara lain metil dan propil paraben, asam benzoat, asam
sorbat, fenol, kresol dan klorbutanol, benzalkonium klorida, fenil merkuri
asetas dan lain – lain.
Antioksidan yang
digunakan antara lain asam askorbat, L.tocopherol, asam sitrat, propil
gallat , asam gallat.
C.
Tipe Emulsi
Berdasarkan macam zat cair yang berfungsi sebagai fase internal ataupun
external, maka emulsi digolongkan menjadi dua macam yaitu :
1. Emulsi tipe O/W ( oil in water) atau M/A (
minyak dalam air).
Adalah emulsi yang terdiri dari butiran minyak yang tersebar kedalam air.
Minyak sebagai fase internal dan air sebagai fase external.
2. Emulsi tipe W/O ( water in oil ) atau A/M ( air dalam
minyak)
Adalah emulsi yang terdiri dari butiran air yang tersebar kedalam minyak.
Air sebagai fase internal dan minyak sebagai fase external.
D. Tujuan pemakaian emulsi
Emulsi dibuat untuk diperoleh suatu preparat yang stabil dan rata
dari campuran dua cairan yang saling tidak bisa bercampur.
Tujuan pemakaian emulsi adalah :
1. Dipergunakan sebagai obat
dalam / per oral. Umumnya emulsi tipe o/w
2. Dipergunakan sebagai obat luar.
Bisa tipe o/w maupun w/o tergantung banyak faktor misalnya sifat zatnya
atau jenis efek terapi yang dikehendaki.
E. Teori
Terjadinya Emulsi
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
daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik menarik
antara molekul yang tidak sejenis yang disebut dayaadhesi.
Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair
akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseim -bangan daya
kohesi. Tegangan yang terjadi pada permukaan tersebut dinamakan tegangan
permukaan (surface tension).
Dengan cara yang
sama dapat dijelaskan terjadinya perbedaan tegangan bidang batas dua cairan
yang tidak dapat bercampur (immicible liquid). Tegangan yang terjadi
antara dua cairan tersebut dinamakan tegangan bidang batas (interfacial
tension).
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 elektrolit,
tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu antara lain
sabun (sapo).
Dalam teori ini dikatakan bahwa
penambahan emulgator akan menurunkan menghilangkan tegangan 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, yaitu bagian dari emulgator yang suka pada air.
Kelompok
lipofilik , yaitu bagian yang suka pada minyak.
Masing-masing kelompok akan bergabung dengan zat cair yang disenanginya,
kelompok hidrofil kedalam air dan kelompok lipofil kedalam minyak. Dengan
demikian emulgator seolah-olah menjadi tali pengikat antara air dan
minyak. Antara kedua kelompok tersebut akan membuat suatu
keseimbangan.
Setiap
jenis emulgator memiliki harga keseimbangan yang besarnya tidak sama.Harga
keseimbangan itu dikenal dengan istilah H.L.B. (Hydrophyl Lipophyl
Balance) yaitu angka yang menunjukkan perbandingan antara kelompok lipofil
dengan kelompok hidrofil .
Semakin
besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok yang suka pada air, itu artinya
emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya.
Dalam
tabel dibawah ini dapat dilihat keguaan suatu emulgator ditinjau dari harga
HLB-nya.
|
HARGA HLB
|
K E G U N A A N
|
|
1 - 3
|
Anti foaming agent
|
|
4 – 6
|
Emulgator tipe w/o
|
|
7 – 9
|
Bahan pembasah ( wetting agent)
|
|
8 – 18
|
Emulgator tipe o/w
|
|
13
- 15
|
Detergent
|
|
10
– 18
|
Kelarutan (solubilizing agent)
|
Untuk menentukan
komposisi campuran emulgator sesuai dengan nilai HLB yang dikehendaki , dapat
dilakukan dengan contoh perhitungan seperti tersebut dibawah ini.
Contoh :
Pada pembuatan 100 ml emulsi tipe o/w diperlukan emulgator dengan harga HLB
12. Sebagai emulgator dipakai campuran Span 20 (HLB 8,6) dan tween 20 (HLB
16,7)
sebanyak
5 gram. Berapa gram masing-masing berat Span 20 dan Tween 20 ?
Jawab :
Rumus I
|
|
A % b = x 100 %
B % a = ( 100% - A%)
Keterangan :
x = Harga HLB yang
diminta ( HLB Butuh)
A = Harga HLB
tinggi
B = Harga HLB rendah
% Tween = X 100%
= 42%
% Span = 100 % - 42 %
= 58
%
Rumus II.
|
|
(B1 x HLB1) + (B2 x HLB2)
= (B campuran x HLB campuran)
B = Berat
emulgator
Misalnya berat tween = X
Berat span = 5 – X
(X x 16,7) + (5-X) x 8,6 = 5 x 12
16,7 X + 43 – 8,6 X
= 60
8,1X = 60 – 43
X = =
2,1 gram ( tween)
Berat
span
= 5 – 2,1 = 2,9 gram
Cara menghitung nilai HLB dari campuran surfaktan
Contoh :
R/ Tween 80
70%
HLB = 15
Span 80
30%
HLB = 4,5
Perhitungan :
Cara I
Tween 80 = x
15 = 10,5
Span 80
= x 4,5 = 01,35
Cara II. (Cara Aligatie)
|
|
15
|
|
(X – 4,5) : (15 – X) = 70 : 30 = 7 :3
(X – 4,5) 3 = 7 (15 – X)
3X – 13,5 = 105 – 7X
10X
= 118,5
X = 11,85
|
|
|
X
|
||||
|
Span 80
|
4,5
|
(15 – X)
|
Jadi HLB Campuran = 11,85
|
Nilai HLB beberapa surfaktan
|
Zat
|
HLB
|
Zat
|
HLB
|
|
|
Tween 20
Tween 40
Tween 80
Tween 60
Tween 85
Tween 65
|
16,7
15,6
15,0
14,9
11,0
10,5
|
|
Span 20
Span 60
Span 80
Arlacel 83
Gom
Trietanolamin
|
8,6
4,7
4,3
3,7
8,0
12,0
|
Nilai HLB Butuh beberapa zat yang sering dipakai.
|
Nama Zat
|
HLB butuh (type a/m)
|
HLB butuh (type m/a)
|
|
Asam stearat
Setil alcohol
Paraffin
Vaselin
Cera alba
|
6
5
5
4
|
15
15
12
12
12
|
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 disper.
Dengan terbungkusnya
partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi
terhalang. Dengan kata lain fase disper 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 rangkap)
Jika minyak terdispersi ke dalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan
dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya
akan mempunyai muatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Dengan
demikian seolah-olah tiap partikel minyak dilindungi oleh 2 benteng lapisan
listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap
usaha dari partikel minyak yang akan mengadakan penggabungan
menjadi satu molekul yang besar, karena susunan listrik yang menyelubungi
setiap partikel minyak mempunyai susunan yang
sama. Dengan demikian antara sesama partikel akan tolak-menolak , dan
stabilitas emulsi akan bertambah.
Terjadinya muatan
listrik disebabkan oleh salah satu dari ke tiga cara dibawah ini,
terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel
terjadinya absorbsi ion oleh partikel dari cairan
disekitarnya.
terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya.
F. Bahan
Pengemulsi (Emulgator)
Emulgator
alam
Yaitu emulgator yang
diperoleh dari alam tanpa proses yang rumit. Dapat
digolongkan menjadi tiga golongan yaitu :
1. Emulgator alam dari tumbuh-tumbuhan.
Pada umumnya
termasuk karbohydrat dan merupakan emulgator tipe o/w, sangat peka terhadap
elektrolit dan alkohol kadar tinggi, juga dapat dirusak bakteri. Oleh sebab itu
pada pembuatan emulsi dengan emulgator ini harus selalu ditambah bahan
pengawet.
a. Gom Arab
Sangat baik untuk emulgator tipe o/w dan untuk obat minum. Emulsi yang
terbentuk sangat stabil dan tidak terlalu kental. Kestabilan emulsi yang dibuat
dengan gom arab berdasarkan 2 faktor yaitu
kerja gom sebagai koloid pelindung
(teori plastis film)
terbentuknya
cairan yang cukup kental sehingga laju pengendapan cukup kecil sedangkan masa
mudah dituang (tiksotropi)
Bila tidak dikatakan lain maka emulsi dengan gom arab menggunakan gom arab
sebanyak ½ dari jumlah minyaknya.
Untuk membuat corpus emulsi diperlukan air 1,5 X berat gom, diaduk keras
dan cepat sampai putih , lalu diencerkan dengan air sisanya. Selain itu dapat
disebutkan :
Lemak-lemak padat
: PGA sama banyak dengan lemak padat
Cara pembuatan .
Lemak padat dilebur lalu ditambahkan gom, buat corpus emulsi dengan
air panas 1,5 X berat gom . Dinginkan dan encerkan emulsi dengan air
dingin. Contoh : cera, oleum cacao, parafin solid
Minyak atsiri
: PGA sama banyak dengan minyak atsiri
Minyak
lemak : PGA ½ kali berat minyak, kecuali oleum
ricini karena memiliki gugus OH yang bersifat hidrofil sehingga untuk
membuat emulsi cukup dibutuhkan 1/3 nya saja. Contoh : Oeum amygdalarum
Minyak Lemak +
minyak atsiri + zat padat larut dalam minyak lemak
Kedua minyak dicampur dulu, zat padat dilarutkan dalam minyaknya,
tambahkan gom ( ½ x myk lemak + aa x myk atsiri + aa x
zat padat )
Bahan obat cair
BJ tinggi, contohnya chloroform, bromoform :
Ditambah minyak lemak 10 x beratnya, maka BJ campuran mendekati satu. Gom
sebanyak ¾ kali bahan obat cair.
Balsam-balsam
Gom sama banyak dengan balsam.
Oleum Iecoris
Aseli
Menurut Fornas dipakai gom 30 % dari berat minyak.
b. Tragacanth
Dispersi tragacanth dalam air sangat kental sehingga untuk memperoleh
emulsi dengan viskositas yang baik hanya diperlukan trgacanth sebanyak 1/10
kali gom arab. Emulgator ini hanya bekerja optimum pada pH 4,5 – 6.
Tragacanth
dibuat corpus emulsi dengan menambahkan sekaligus air 20 x berat tragacanth.
Tragacanth hanya berfungsi sebagai pengental tidak dapat membentuk koloid
pelindung.
c. Agar-agar
Emulgator ini kurang efektif apabila dipakai sendirian. Pada umumnya zat
ini ditambahkan untuk menambah viskositas dari emulsi dengan gom arab.
Sebelum dipakai agar-agar tersebut dilarutkan dengan air
mendidih Kemudian didinginkan pelan-pelan sampai suhu tidak kurang dari 45oC
(bila suhunya kurang dari 45oC larutan agar-agar akan
berbentuk gel). Biasanya
digunakan
1-2 %
d. Chondrus
Sangat baik dipakai untuk emulsi minyak ikan karena dapat menutup
rasa dari minyak tersebut. Cara mempersiapkan dilakukan seperti pada
agar.
e. Emulgator lain
Pektin, metil selulosa, karboksimetil selulosa 1-2 %.
2. Emulgator alam dari hewan
a. Kuning telur
Kuning telur mengandung lecitin (golongan protein / asam amino)
dan kolesterol yang kesemuanya dapat berfungsi sebagai emulgator. Lecitin
merupakan emulgator tipe o/w. Tetapi kemampuan lecitin lebih besar dari
kolesterol sehingga secara total kuning telur merupakan emulgator tipe o/w. Zat
ini mampu mengemulsikan minyak lemak empat kali beratnya dan minyak
menguap dua kali beratnya.
b. Adeps Lanae
Zat ini banyak mengandung kholesterol , merupakan emulgator tipe w/o
dan banyak dipergunakan untuk pemakaian luar. Penambahan emulgator ini akan
menambah kemampuan minyak untuk menyerap air. Dalam keadaan kering dapat
menyerap air 2 X beratnya.
3. Emulgator alam dari tanah mineral.
a. Magnesium Aluminium Silikat/ Veegum
Merupakan senyawa anorganik yang terdiri dari garam - garam
magnesium dan aluminium. Dengan emulgator ini, emulsi yang terbentuk adalah
emulsi tipe o/w. Sedangkan pemakaian yang lazim adalah sebanyak 1 %.
Emulsi ini khusus untuk pemakaian luar.
b. Bentonit
Tanah liat yang terdiri dari senyawa aluminium silikat yang dapat
mengabsorbsikan sejumlah besar air sehingga membentuk massa sepert gel. Untuk
tujuan sebagai emulgator dipakai sebanyak 5 %.
Emulgator
buatan
1. Sabun.
Sangat banyak dipakai untuk tujuan luar, sangat peka terhadap elektrolit.
Dapat dipergunakan sebagai emulgator tipe o/w maupun w/o, tergantung dari
valensinya. Bila sabun tersebut bervalensi 1, misalnya sabun kalium, merupakan
emulgator tipe o/w, sedangkan sabun dengan valensi 2 , missal sabun kalsium, merupakan
emulgator tipe w/o.
2. Tween 20 : 40 : 60 : 80
3. Span 20 : 40 : 80
Emulgator dapat dikelompokkan menjadi :
Anionik
: sabun alkali, natrium lauryl
sulfat
Kationik
: senyawa ammmonium kuartener
Non
Ionik : tween dan span.
Amfoter
: protein, lesitin.
G. Cara
Pembuatan Emulsi
Dikenal 3 metode dalam pembuatan emulsi , secara
singkat dapat dijelaskan :
1. Metode gom kering atau
metode kontinental.
Dalam metode ini zat pengemulsi (biasanya gom arab) dicampur dengan
minyak terlebih dahulu, kemudian ditambahkan air untuk pembentukan corpus
emulsi, baru diencerkan dengan sisa air yang tersedia.
2. Metode gom basah atau metode Inggris.
Zat pengemulsi ditambahkan ke dalam air (zat pengemulsi umumnya
larut) agar membentuk suatu mucilago, kemudian perlahan-lahan minyak
dicampurkan untuk mem-bentuk emulsi, setelah itu baru diencerkan dengan
sisa air.
3. Metode botol atau metode botol forbes.
Digunakan untuk minyak menguap dan zat –zat yang bersifat
minyak dan mempunyai viskositas rendah (kurang kental). Serbuk gom
dimasukkan ke dalam botol kering, kemudian ditambahkan 2 bagian air,
tutup botol kemudian campuran tersebut dikocok dengan kuat. Tambahkan sisa air
sedikit demi sedikit sambil dikocok.
Alat – alat yang digunakan dalam pembuatan emulsi
Untuk membuat emulsi biasa digunakan :
1.
Mortir dan stamper
Mortir dengan permukaan kasar merupakan mortir pilihan untuk pembuatan emulsi
yang baik.
2. Botol
Mengocok emulsi dalam botol secara terputus-putus lebih baik daripada terus
menerus, hal tersebut memberi kesempatan pada emulgator untuk bekerja sebelum
pengocokan berikutnya.
3. Mixer, blender
Partikel fase disper dihaluskan dengan cara dimasukkan kedalam ruangan yang
didalamnya terdapat pisau berputar dengan kecepatan tinggi , akibat putaran
pisau tersebut, partikel akan berbentuk kecil-kecil.
4. Homogeniser
Dalam homogenizer dispersi dari kedua cairan terjadi karena campuran
dipaksa melalui saluran lubang kecil dengan tekanan besar.
5. Colloid Mill
Terdiri atas rotor dan stator dengan permukaan penggilingan yang dapat
diatur. Coloid mill digunakan untuk memperoleh derajat dispersi yang
tinggi cairan dalam cairan
H. Cara
Membedakan Tipe Emulsi
Dikenal beberapa
cara membedakan tipe emulsi yaitu :
1. Dengan pengenceran
fase.
Setiap emulsi dapat diencerkan dengan fase externalnya. Dengan prinsip
tersebut, emulsi tipe o/w dapat diencerkan dengan air sedangkan emulsi tipe w/o
dapat diencerkan dengan minyak.
2. Dengan pengecatan/pemberian warna.
Zat warna akan tersebar rata dalam emulsi apabila zat tersebut larut dalam
fase external dari emulsi tersebut. Misalnya (dilihat dibawah mikroskop)
- Emulsi
+ larutan Sudan III dapat memberi warna merah pada emulsi tipe w/o, karena
sudan III larut dalam minyak
- Emulsi
+ larutan metilen blue dapat memberi warna biru pada emulsi tipe
o/w karena metilen blue larut dalam air.
3. Dengan kertas saring.
Bila emulsi diteteskan pada kertas saring , kertas saring menjadi
basah maka tipe emulsi o/w, dan bila timbul noda minyak pada kertas berarti
emulsi tipe w/o.
4. Dengan konduktivitas listrik
Alat yang dipakai adalah kawat dan stop kontak, kawat dengan K ½ watt lampu
neon ¼ watt semua dihubung- kan secara seri. Lampu neon akan menyala bila
elektroda dicelupkan dalam cairan emulsi tipe o/w, dan akan mati
dicelupkan pada emulsi tipe w/o.
I. Kesetabilan
Emulsi
Emulsi dikatakan tidak stabil bila mengalami hal-hal
seperti dibawah ini :
1. Creaming yaitu terpisahnya emulsi menjadi 2
lapisan, dimana yang satu mengandung fase dispers lebih banyak daripada lapisan
yang lain. Creaming bersifat reversible artinya bila
digojok perlahan-lahan akan terdispersi kembali.
2. Koalesen dan cracking (breaking) adalah
pecahnya emulsi karena film yang meliputi partikel rusak dan butir minyak
akan koalesen(menyatu).Sifatnya irreversible (
tidak bisa diperbaiki). Hal ini dapat terjadi karena :
Peristiwa kimia, seperti penambahan
alkohol, perubahan pH, penambahan CaO/CaCl2 exicatus.
Peristiwa fisika, seperti pemanasan,
penyaringan, pendinginan, pengadukan.
3. Inversi adalah peristiwa berubahnya sekonyong-konyong
tipe emulsi w/o menjadi o/w atau sebaliknya. Sifatnya irreversible.
J. Kelebihan
dan Kekurangan Emulsi
·
Kelebihan :
a. Dapat
membentuk sediaan yang saling tidak bercampur menjadi dapat bersatu menjadi
sediaan yang homogen dan bersatu.
b. Mudah ditelan.
c. Dapat
menutupi rasa yang tidak enak pada obat
·
Kekurangan :
a. Kurang
praktis dan staabilits rendah dibanding tablet.
b. Takaran dosis
kurang teliti.
