Astaxanthin merupakan karotenoid xantofil yang terkandung dalam hewan laut, seperti salmon, lobster, udang dan kepiting. Sumber alami utama astaxanthin untuk penggunaan secara komersial berasal dari mikroalga hijau Haematococus pluvialis. Laporan umum menyebutkan bahwa astaxanthin memiliki aktivitas sebagai antioksidan, antiinflamasi, penyembuhan luka (wound healing), dll. Astaxanthin tidak stabil secara kimia (mudah terdegradasi), sehingga perlu suatu sistem penghantaran yang tepat, antara lain nanoemulsi.
Penggunaan astaxanthin secara topikal dapat meningkatkan kerapatan kolagen melalui peningkatan TIMP1, serta mengurangi ekspresi protein MMP1 dan MMP3. Namun, penetrasi astaxanthin di kulit terbatas, karena bobot molekulnya besar (596,8 g/mol), memiliki kelarutan yang rendah dalam air (7,9 x 10-10 mg/L), dan bersifat sangat lipofilik (log P 13,27).
Sistem Penghantaran Nanoemulsi
Nanoemulsi merupakan salah satu sistem penghantaran yang dapat menghantarkan bahan aktif yang sukar larut dalam air (bersifat lipofilik). Nanoemulsi juga bisa meningkatkan penetrasi melalui kulit karena ukuran droplet yang kecil (20-200 nm) dan luas permukaannya yang besar. Selain itu, nanoemulsi juga dapat melindungi dari oksidasi dan hidrolisis sehingga meningkatkan stabilitas bahan aktif yang tidak stabil secara kimia seperti astaxanthin.
Komponen penyusun nanoemulsi terdiri dari fase minyak, fase air, surfaktan, dan kosurfaktan. Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan nanoemulsi adalah pemilihan jenis dan konsentrasi surfaktan. Pemilihan surfaktan sangat penting untuk menjamin keamanan dan untuk memastikan bahwa jumlah surfaktan dalam formulasi cukup untuk menstabilkan droplet nanoemulsi. Selain itu, penggunaan lebih dari satu surfaktan (kombinasi) juga perlu untuk mendapatkan hydrophilic lipophilic balances (HLB) surfaktan yang sesuai dengan HLB sistem.
Erawati & Soeratri (2016) melaporkan bahwa nanoemulsi tipe minyak dalam air (M/A) dengan fase minyak olive oil memerlukan HLB sistem 14. Nilai HLB ini berasal dari kombinasi surfaktan dengan HLB tinggi (seperti Tween) dan HLB rendah (Span). Tween dan Span merupakan surfaktan nonionik yang relatif lebih aman daripada surfaktan ionik. Sebab, surfaktan ini sedikit mendapat pengaruh pH, biokompatibel, serta memiliki nilai critical micellar concentration (CMC) yang lebih rendah. Sehingga dapat meminimalkan konsentrasi surfaktan yang digunakan. Jumlah surfaktan yang berlebihan dapat menyebabkan iritasi kulit pada penggunaan secara topikal.
Proses Pembuatan Astaxanthin
Pada penelitian ini, proses pembuatan astaxanthin melalui nanoemulsi menggunakan kombinasi surfaktan Tween 80 (T80) dan berbagai jenis Span (S20, S60, dan S80) untuk memperoleh HLB sistem 14. Kombinasi surfaktan berdasarkan pada pengaruh panjang rantai, tingkat kejenuhan, serta kompatibilitasnya.
Tween 80 memiliki nilai HLB 15 dan nilai CMC 0,014 g/L. Span 20 (S20) dengan HLB 8,6 memiliki rantai samping asam laurat yang merupakan lipid polar dengan panjang rantai alkil C12:0. Oleh karena polaritasnya tinggi dan rantai sampingnya pendek, memungkinkan Span 20 berpartisi ke dalam fase air, sehingga dapat menurunkan kemampuan adsorpsinya pada fase minyak. Span 60 (S60) dengan HLB 4,7 memiliki rantai samping asam stearat dengan panjang rantai alkil C18:0 (jenuh), sehingga dapat membentuk monolayer terkondensasi.
Span 80 (S80) dengan HLB 4,3 memiliki rantai samping asam oleat dengan panjang rantai alkil C18:1 dengan tambahan ikatan rangkap (tidak jenuh) pada C9 dan C10. T80 dan S80 sama-sama memiliki rantai samping asam oleat. Harapannya, keduanya lebih mudah bercampur. Sehingga lebih efektif dalam menurunkan tegangan antarmuka dan menghasilkan nanoemulsi dengan ukuran droplet terkecil dan paling stabil (Erawati, 2015). Hal ini akan mengarah pada peningkatan penetrasi dan efektivitas astaxanthin sebagai antiaging.
Selain itu, asam oleat juga berfungsi sebagai enhancer, sehingga dapat membantu meningkatkan penetrasi astaxanthin ke dalam kulit. Kemudian nanoemulsi astaxanthin F1 (T80-S20), F2 (T80-S60) dan F3 (T80-S80) yang terbentuk dilakukan karakteristik (ukuran droplet, PDI, tegangan antar muka), uji stabilitas (thermal cycle, real time dan sentrifugasi), uji iritabilitas, serta uji efektivitas (kerapatan kolegen dan elastisitas kulit) pada subjek manusia secara in vivo.
Hasil Penelitian
Berdasarkan hasil penelitian, kombinasi surfaktan pada nanoemulsi astaxanthin F1 (T80-S20) menghasilkan karakteristik (ukuran droplet, PDI, tegangan antarmuka) yang paling kecil daripada F2 (T80-S60) dan F3 (T80-S80). Kombinasi surfaktan pada nanoemulsi astaxanthin F1 (T80-S20) menghasilkan nanoemulsi terstabil pada uji thermal cycle daripada F2 (T80-S60) dan F3 (T80-S80). Kombinasi surfaktan pada nanoemulsi astaxanthin F3 (T80-S80) menghasilkan nanoemulsi terstabil pada uji real time daripada F1 (T80-S20) dan F2 (T80-S60).
Hasil lain dari penelitian ini adalah bahwa nanoemulsi astaxanthin hasil dari ketiga kombinasi surfaktan F1, F2, dan F3 tetap stabil setelah uji sentrifugasi. Nanoemulsi astaxanthin dari ketiga kombinasi surfaktan F1, F2, dan F3 tidak mengiritasi. Nanoemulsi astaxanthin dari kombinasi surfaktan F3 (T80-S80) paling efektif dalam meningkatkan kerapatan kolagen dan elastisitas kulit daripada F1 (T80-S20) dan F2 (T80-S60).
Penulis: Prof Dr apt Tristiana Erawati M Dra MSi
Sumber:
