EMULSI

Emulsi adalah campuran antara partikel-partikel suatu zat cair (fase terdispersi) dengan zat cair lainnya (fase pendispersi).
Emulsi tersusun atas tiga komponen utama, yaitu: Fase terdispersi, fase pendispersi, dan emulgator, atau Emulsi adalah sistem dua fase, yang salah satu cairannya terdispersi dalam cairan yang lain, dalam bentuk tetesan kecil. Jika minyak yang merupakan fase terdispersi dan larutan air merupakan fase pembawa, sistem ini disebut emulsi minyak dalam air. Sebaliknya, jika air atau larutan air yang merupakan fase terdispersi dan minyak atau bahan seperti minyak sebagai fase pembawa, sistem ini disebut emulsi air dalam minyak. Emulsi dapat distabilkan dengan penambahan bahan pengemulsi yang mencegah koalesensi, yaitu penyatuan tetesan kecil menjadi tetesan besardan akhirnya menjadi suatu fase tunggal yang memisah.

            Emulsi merupakan preparat farmasi yang terdiri 2 atau lebih zat cair yang sebetulnya tdk dapat bercampur (immicible) biasanya air dengan minyak lemak. Salah satu dari zat cair tersebut tersebar berbentuk butiran-butiran kecil kedalam zat cair yang lain distabilkan dengan zat pengemulsi (emulgator/emulsifiying/surfactan). Sedang menurut Farmakope Indonesia edisi ke III, emulsi merupakan sediaan yang mengandung bahan obat cair atau larutan obat terdispersi dalam cairan pembawa distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfactan yang cocok.

Dalam batas emulsi, fase terdispers dianggap sebagai fase dalam dan medium dispersi sebagai fase luar atau kontinu. 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).

1.      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.

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 kontiniyu. 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 .

.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.

2.      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 elektrik yang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid

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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi, adalah:

1. Tegangan antarmuka rendah

2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka

3. Tolakkan listrik double layer

4. Relatifitas phase pendispersi kecil

5. Viskositas tinggi.

            Polimer hidrofilik alam, semisintetik dan sintetik dapat dugunakan bersama surfakatan pada emulsi minyak dalam air karena akan terakumulasi pada antar permukaan dan juga meningkatkan kekentalan fase air, sehingga mengurangi kecepatan pembenrukan agregat tetesan. Agregasi biasanya diikuti dengan pemisahan emulsi yang relatif cepat menjadi fase yang kaya akan butiran dan yang miskin akan tetesan. Secara normal kerapatan minyak lebih rendah daripada kerapatan air, sehingga jika tetesan minyak dan agregat tetesan meningkat, terbentuk krim. Makin besar agregasi, makin besar ukuran tetesan dan makin besar pula kecepatan pembentukan krim.

Semua emulsi memerlukan bahan anti mikroba karena fase air mempermudah pertumbuhan mikroorganisme. Adanya pengawetan sangat penting untuk emulsi minyak dalam air karena kontaminasi fase eksternal mudah terjadi. Karena jamur dan ragi lebih sering ditemukan daripada bakteri, lebih diperlukan yang bersifat fungistatik atau bakteriostatik. Bakteri ternyata dapat menguraikan bahn pengemulsi ionik dan nonionik, gliserin dan sejumlah bahan pengemulsi alam seperti tragakan dan gom.

Komponen utama emulsi berupa fase disper (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). Berdasarkan macam zat cair yang berfungsi sebagai fase internal ataupun eksternal, maka emulsi digolongkan menjadi

1. Emulsi tipe a/m (emulsi yang terdiri dari butiran air yang tersebar ke dalam minyak, air berfungsi sebagai fase internal & minyak sebagai fase eksternal)
2. Emulsi tipe m/a (emulsi yang terdiri dari butiran minyak yang tersebar ke dalam air).
3. Emulsi berganda multiple emulsion) yakni jenis:

-         a/m/a : aiir terdispersi dalam minyak (a/m sebagai emulsi primer) dan diemulsikan kembali dalam fase air eksternal.

-         m/a/m : minyak terdispersi dalam air (m/a sebagai emulsi primer) dan diemulsikan kembali dalam fase minyak eksternal.

Tujuan pemakaian emulsi antara lain secara umum untuk mempersiapkan obat yang larut dalam air maupun minyak dalam satu campuran:

1. Emulsi dalam pemakaian dalam (peroral) umumnya tipe m/a
2. Emulsi untuk pemakaian luar dapat berbentuk m/a maupun a/m
3.  

Teori terjadinya emulsi terdapat 4 metode yang dapat dilihat dari sudut pandang yang berbeda.

1)      Teori tegangan permukaan (Teori Surface Tension)

Daya tarik menarik molekul (Kohesi (sejenis) dan Adesi (berlainan jenis)). Daya kohesi tiap zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair (bidang batas antara air dan udara) akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan gaya kohesi (tegangan permukaan/surface tension). Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang batas mengakibatkan antara kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Tegangan pada air bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa elektrolit, tetapi berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu seperti sabun.

2)      Teori Oriented Wedengane

 Emulgator terbagi 2:

Hidrofilik : bagian emulgator yg suka pada air

Lipofilik: bagian emulgator yg suka pd minyak

Dalam pembuatan emulsi, surfaktan yang banyak digunakan adalah surfaktan non ionik. Surfaktan non ionik ini mempunyai nilai HLB (Hidrofolik Lipofilik balance), adalah nilai keseimbangan antar gugus hidrofil dan lipofil. Secara umum nilai HLB surfaktan berkisar antara 0-20. Surfaktan degan nilai HLB<10 bersifat lipofil/suka minyak yaitu untuk tipe a/m. Surfaktan yang nilai HLB?10 bersifat hidrofil/suka air untuk emulsi tipe m/a.

Emulgator dapat dikatakan pengikat antara air dan minyak yang membentuk suatu keseimbangan (HLB) antara kelompok hidrofil & lipofil. Makin besar HLB makin hidrofil (emulgator mudah larut dalam air & sebaliknya).

3)       Teori Interpelasi film

Emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispersi menyebabkan partikel sejenis yang akan tegabung akan terhalang. Untuk memberikan stabilitas maksimum, emulgator harus:

1. Dapat membentuk lapisan film yang kuat tapi lunak
2. Jumlahnya cukup utk menutupi semua partikel fase disperse
3. Dapat membentuk lapisan flm dengan cepat & dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera.

4)      Teori Electric Double Layer (lapisan listrik rangkap).

Terjadinya emulsi karena adanya susunan listrik yg menyelubungi partikel shg terjadi tolak-menolak antara partikel sejenis. Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara berikut:

a.Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel

b.Terjadinya absorpsi ion oleh partikel dari cairan sekitarnya

c.Terjadinya gesekan partikel dengan cairan sekitarnya.

Adapun macam-macam emulgator yang digunakan adalah:

1. Emulgator alam (tumbuhan, hewan, tanah mineral) : diperoleh dari alam tanpa melalui proses). Contoh : Gom arap, tragacanth, agar-agar, chondrus, pectin, metil selulosa, CMC, kuning telur, adep lanae, magnesium, aluminium silikat, veegum, bentonit.
2. Emulgator buatan : dibuat secara sintetiks. Contoh : Sabun; Tween 20, 40, 60, 80; Span 20, 40, 80.

Golongan surfaktan ada 4 jenis:

a.       Surfaktan An Ionik

Dalam air akan terionisasi, dan bagian yang aktif adalah bagian an ioniknya. Contoh : sabun-sabun alkali, sabun logam, sabun amin dan ester asam sulfat.

b.      Surfaktan kationik

Dalam air terionisasi dan bagian yang aktif adalah bagian kationnya. Contoh : garam-garam amin, garam ammonium quarterner.

c.       Surfaktan non ionik

Tidak terionisasi dalam air dan tidak mengandung muatan listrik untuk aktivitas permukaan tergantung pada seluruh molekul surfaktan tersebut. Contoh : Tween 80, 60, 20, Span 20, 40,60,80, dll.

d.      Amfolitik

                  Mengandung paling sedikit 1 group kation hidrofilik ini dapat berjumlah sama (seimbang) atau    
                  tidak seimbang. Surfaktan ini dapat bermuatan positif atau negatif atau netral tergantung pH 
                  larutan.