Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal Volume 7.
, 2025, 170-181
________________________________________________________________
Optimasi dan Evaluasi Mikroemulsi Minyak Prepupa Black Soldier Fly (Hermetia illucen.
Adhitya Jessica1*.
Nabila Maulidya Khairunnisa2.
Erizal Zaini1 Fakultas Farmasi.
Universitas Andalas.
Kampus Limau Manis.
Padang, 25163.
Indonesia Program Sarjana.
Fakultas Farmasi.
Universitas Andalas.
Kampus Limau Manis.
Padang, 25163.
Indonesia *Corresponding author: adhityajessica@phar.
Received: November 2024.
Accepted: 15 December 2025 Abstract: Hermetia illucens, commonly known as the Black Soldier Fly (BSF), is an insect rich in fatty acids and has potential for use as an active cosmetic ingredient, particularly for anti-aging applications.
To ensure stability and achieve optimal efficacy.
BSF prepupal oil was formulated into a microemulsion system.
This study aimed to optimize the microemulsion formulation of BSF prepupal oil using a combination of Tween 80 as a surfactant and PEG 400.
Pluronic 127, and ethanol as candidate of cosurfactants, and to evaluate its physicochemical characteristics and stability.
The formulation process began with the selection of an appropriate surfactantAe cosurfactant combination, followed by optimization of the selected surfactantAecosurfactant concentrations using the Simple Lattice Design method in Design ExpertA 13 software.
The optimized formulations were then evaluated for organoleptic properties, pH, viscosity, transmittance, globule size, and stability through temperature cycling and centrifugation tests.
The results showed that the combination of Tween 80 and PEG 400 produced a stable microemulsion with high clarity.
The optimal formulation (F.
consisted of 55.
56% Tween 80, 22.
PEG 400, and 11.
11% BSF prepupal oil, exhibiting a transmittance of 98.
30 A 0.
26%, a pH range of 5.
19Ae5.
70, a viscosity of 375 A 0.
54 cP, and a globule size of 550.
71 A 0.
32 nm.
This formulation remained stable under thermal stress and accelerated centrifugation without phase separation.
Based on these findings.
BSF prepupal oil can be effectively formulated into a stable microemulsion and shows potential for further development as an active cosmetic ingredient.
Keywords: black soldier fly, formula.
Hermetia illucens, microemulsion, optimation.
Abstrak: Hermetia illucens, yang dikenal sebagai Black Soldier Fly (BSF), merupakan serangga yang kaya akan asam lemak dan memiliki potensi sebagai bahan aktif dalam produk kosmetik, khususnya untuk aplikasi antipenuaan.
Untuk menjamin stabilitas dan memperoleh efektivitas yang optimal, minyak prepupa BSF diformulasikan ke dalam sistem mikroemulsi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan formulasi mikroemulsi minyak prepupa BSF menggunakan kombinasi Tween 80 sebagai surfaktan dan PEG 400.
Pluronic 127, dan etanol sebagai kandidat kosurfaktan, serta mengevaluasi karakteristik fisikokimia dan stabilitasnya.
Proses formulasi diawali dengan pemilihan kombinasi surfaktanAekosurfaktan yang sesuai, kemudian dilanjutkan dengan optimasi konsentrasi surfaktanAekosurfaktan terpilih menggunakan metode Simple Lattice Design pada perangkat lunak Design ExpertA 13.
Formula hasil optimasi selanjutnya dievaluasi meliputi uji organoleptis, pH, viskositas, transmitansi, ukuran globul, serta uji stabilitas melalui pengujian siklus suhu dan sentrifugasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi Tween 80 dan PEG 400 mampu menghasilkan mikroemulsi yang stabil dengan tingkat kejernihan tinggi.
Formula optimum (F.
terdiri atas 55,56% Tween 80, 22,22% PEG 400, dan 11,11% minyak prepupa BSF, dengan nilai transmitansi sebesar 98,30 A 0,26%, pH pada kisaran 5,19Ae5,70, viskositas sebesar 375 A 0,54 cP, serta ukuran globul sebesar 550,71 A 0,32 nm.
Formula ini menunjukkan stabilitas yang baik terhadap tekanan termal dan uji sentrifugasi dipercepat tanpa terjadinya pemisahan fase.
Berdasarkan hasil tersebut, minyak prepupa BSF dapat diformulasikan secara efektif ke dalam sistem mikroemulsi yang stabil dan berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai bahan aktif kosmetik.
Kata kunci: black soldier fly, formula.
Hermetia illucens, mikroemulsi, optimasi.
DOI: https://doi.
org/10.
15408/pbsj.
170 | Jesscica et al
PENDAHULUAN
Black Soldier Fly (BSF) merupakan salah satu sumber biomassa yang kaya akan asam lemak jenuh dan tak jenuh, terutama asam laurat .
,13%), asam linoleat, asam oleat, dan asam palmitat, sehingga berpotensi tinggi digunakan sebagai bahan aktif dalam produk kosmetik alami (Suryati et al.
, 2023.
Muangrat and Pannasai, 2.
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa minyak BSF memiliki aktivitas anti penuaan melalui penghambatan enzim hyaluronidase.
Selain itu, minyak ini juga menunjukkan aktivitas antioksidan signifikan pada fibroblas yang terpapar radiasi UV-B.
Aktivitas penghambatan pembentukan melanin yang sebanding dengan senyawa anti-pigmentasi terkenal seperti asam kojik dan arbutin juga memperkuat potensi minyak BSF sebagai pemutih dalam aplikasi kosmetik (Phongpradist et al.
, 2.
Meskipun demikian, sifat minyak prepupa BSF yang sangat hidrofobik membatasi penyebaran, penyerapan, dan stabilitasnya ketika digunakan langsung sebagai bahan topikal.
Sifat lipofilik yang sangat tinggi cenderung tertahan di stratum korneum sehingga membatasi penetrasi lebih dalam (Christinne and Amalia, 2.
Hal ini membuat sistem penghantaran yang mampu meningkatkan kelarutan dan penetrasinya menjadi sangat diperlukan, terutama untuk aplikasi kosmetik seperti anti-aging.
Beberapa inovasi dalam teknologi kosmetik melibatkan penggunaan mikroemulsi sebagai salah strategi Mikroemulsi mampu menyediakan media yang stabil untuk senyawa hidrofobik seperti minyak BSF serta meningkatkan stabilitas fisikokimia dan efikasinya (Jamir et al.
, 2.
Stabilitas kinetik yang tinggi dan ukuran globul yang kecil juga memfasilitasi penetrasi ke dalam kulit, sehingga meningkatkan potensi efek terapeutik (Ting et al.
, 2020.
Hasan and Farooqui, 2.
Sebagian besar penelitian terdahulu melaporkan karakterisasi kimia dan aktivitas biologis minyak BSF (Almeida.
Rijo and Rosado, 2.
, sementara kajian mengenai pengembangan sistem penghantaran topikal masih relatif terbatas.
Studi mengenai pengembangan sistem penghantaran topikal, khususnya formulasi mikroemulsi, masih sangat terbatas.
Lebih jauh lagi, minyak prepupa BSF belum pernah diformulasikan dalam bentuk mikroemulsi, padahal fase prepupa dilaporkan memiliki profil asam lemak yang berbeda dan berpotensi memberikan aktivitas antioksidan yang lebih baik dibanding fase larva.
Minyak prepupa BSF yang digunakan dalam penelitian ini relatif mudah diperoleh, mengingat BSF telah dibudidayakan secara luas di Indonesia dan negara-negara lain untuk pengelolaan limbah organik dan produksi pakan.
Prepupa BSF merupakan tahap siklus hidup yang dapat dipanen secara massal, sehingga minyak yang dihasilkan memiliki potensi ketersediaan yang berkelanjutan dan berskala besar (Lan et al.
, 2.
Studi sebelumnya menggunakan minyak larva BSF berhasil membentuk mikroemulsi dengan hydrogenated lecithin (HL) sebagai surfaktan dan d--tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate sebagai kosurfaktan (Chou et al.
, 2.
Namun.
HL memiliki kelarutan dalam air yang rendah sehingga membatasi fleksibilitas dan efektivitasnya dalam formulasi topikal.
Pemilihan surfaktan dan kosurfaktan merupakan faktor krusial dalam pembentukan sistem mikroemulsi yang stabil, jernih, dan sesuai untuk aplikasi topikal.
Surfaktan berperan menurunkan tegangan antarmuka antara fase minyak dan fase air, sedangkan kosurfaktan berfungsi meningkatkan fleksibilitas lapisan antarmuka serta memperluas wilayah terbentuknya mikroemulsi (Golwala et al.
, 2.
Kombinasi surfaktan dan kosurfaktan yang tepat akan menentukan ukuran globul, stabilitas kinetik, dan karakteristik fisikokimia Pada penelitian ini, digunakan Tween 80 sebagai surfaktan.
Tween 80 .
merupakan surfaktan nonionik dengan nilai HLB tinggi .
, sehingga sangat sesuai digunakan untuk membentuk mikroemulsi tipe minyak-dalam-air (Taylor, 2.
Tween 80 banyak digunakan dalam formulasi kosmetik dan farmasi karena memiliki profil keamanan yang baik, tidak bersifat iritan, serta mampu menstabilkan sistem dispersi yang mengandung bahan aktif lipofilik (Ravichandran et al.
, 2.
Selain itu.
Tween 80 diketahui efektif dalam menghasilkan sistem mikroemulsi yang jernih dan stabil melalui pembentukan lapisan antarmuka yang kuat antara fase minyak dan air.
Tiga jenis kosurfaktan digunakan sebagai kandidat dalam tahap pemilihan kosurfaktan pada penelitian ini, yaitu PEG 400.
Pluronic F127, dan etanol, untuk dikombinasikan dengan Tween 80 sebagai surfaktan utama.
Pemilihan ketiga kosurfaktan tersebut didasarkan pada pertimbangan sifat fisikokimia, kompatibilitas dengan surfaktan nonionik, serta riwayat penggunaannya dalam sistem mikroemulsi topikal.
PEG 400 dipilih karena bersifat hidrofilik, memiliki kelarutan tinggi dalam air, serta mampu meningkatkan fleksibilitas lapisan 171 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
antarmuka yang dibentuk oleh Tween 80, sehingga berkontribusi pada pembentukan mikroemulsi tipe minyak-dalam-air yang jernih dan stabil (Taher et al.
, 2.
Berbagai studi sebelumnya melaporkan bahwa kombinasi Tween 80 dan PEG 400 efektif dalam menurunkan tegangan antarmuka, menghasilkan globul berukuran kecil, serta meningkatkan stabilitas fisik mikroemulsi untuk bahan aktif Pluronic F127 dipertimbangkan sebagai kandidat kosurfaktan karena merupakan surfaktan nonionik berbasis blok kopolimer poli.
tilena oksid.
Aepoli.
ropilen oksid.
Aepoli.
tilena oksid.
yang diketahui mampu meningkatkan stabilitas sistem dispersi dan telah digunakan dalam formulasi mikroemulsi maupun nanoemulsi untuk aplikasi topikal (Mendonya et al.
, 2.
Sementara itu, etanol dipilih sebagai kandidat kosurfaktan pembanding karena merupakan molekul kecil yang mampu menurunkan tegangan antarmuka secara cepat dan sering digunakan dalam studi mikroemulsi untuk memperluas wilayah terbentuknya mikroemulsi, meskipun sifatnya yang volatil dan potensi iritasi membatasi penggunaannya dalam sediaan topikal jangka panjang (Ferreira et al.
, 2.
Berdasarkan uraian tersebut, penelitian ini bertujuan untuk pengembangan dan karakterisasi pengembangan dan karakterisasi sistem mikroemulsi berbasis minyak prepupa BSF sebagai alternatif bahan aktif lipid alami yang berpotensi diaplikasikan dalam sediaan topikal.
Penelitian ini fokus pada upaya meningkatkan stabilitas fisik dan kualitas sistem penghantaran minyak prepupa BSF melalui pendekatan formulasi mikroemulsi, mengingat minyak tersebut bersifat hidrofobik dan rentan mengalami ketidakstabilan bila diformulasikan secara konvensional.
Pemilihan kombinasi surfaktan dan kosurfaktan yang tepat menjadi aspek kunci dalam menghasilkan mikroemulsi yang stabil, jernih, dan sesuai untuk penggunaan topikal.
Penelitian ini menggunakan Tween 80 sebagai surfaktan dan beberapa kandidat kosurfaktan yaitu PEG 400.
Pluronic 127, dan etanol.
Formula terbaik ditentukan berdasarkan evaluasi organoleptis, pH, viskositas, transmitan, ukuran globul, dan stabilitas fisik.
BAHAN DAN METODE
1 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi minyak prepupa Black Soldier Fly (Laboratorium Biologi.
Universitas Andala.
Tween 80 (Bratachem.
Indonesi.
Pluronic F127 (Sigma-Aldrich.
Amerika Serika.
, metanol (Merck.
Jerma.
, bentonit (T&T Chemical.
Indonesi.
, etanol (Merck.
Jerma.
, kalium hidroksida (Jaya Maimi Medical.
Indonesi.
, asam askorbat (Bratachem.
Indonesi.
, asam fosfat (Nitra Kimia.
Indonesi.
, indikator fenolftalein (Nitra Kimia.
Indonesi.
, natrium hidroksida (Nitra Kimia.
Indonesi.
, asam klorida (Bratachem.
Indonesi.
, kalsium klorida (Nitra Kimia.
Indonesi.
, natrium borat (Nitra Kimia.
Indonesi.
, serta akuades (Bratachem.
Indonesi.
2 Penjernihan Minyak Prepupa BSF Minyak prepupa BSF dijernihkan dengan proses degumming, dewaxing, dan bleaching.
Proses degumming dan dewaxing dilakukan dengan memanaskan 100 g minyak prepupa BSF hingga 70 AC, dicampur dengan 0,2 ml 99% H3PO4 .
, diaduk selama 30 menit.
Selanjutnya, minyak prepupa BSF dinetralkan dengan penambahan 10 g larutan NaOH 15% .
dan diaduk selama 30 menit, kemudian disentrifugasi pada 6000 rpm selama 5 menit.
Proses bleaching dilakukan dengan penambahan 0,5 g karbon aktif dan 1,5 g bentonit clay, sampel diaduk dengan magnetic stirrer pada kecepatan 150 rpm selama 30 menit dan disaring menggunakan kertas saring (Grade No.
1 WhatmanA) (Chou et al.
, 2.
3 Optimasi Formula Mikroemulsi Minyak Prepupa BSF Pembuatan Mikroemulsi Minyak Prepupa BSF Pembuatan mikroemulsi minyak prepupa BSF dimulai dengan mencampurkan surfaktan dan kosurfaktan menggunakan hotplate stirrer (Thermo Scientific Chimarec.
Finlandi.
selama 10 menit 172 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
pada suhu 37 AC dan kecepatan 250 rpm.
Setelah itu, minyak prepupa BSF ditambahkan dan diaduk selama 20 menit pada kondisi yang sama, sambil perlahan-lahan ditambahkan air.
Penentuan Kombinasi Surfaktan dan Kosurfaktan Penentuan kombinasi surfaktan dan kosurfaktan bertujuan untuk menentukan pasangan kosurfaktan yang paling cocok dengan Tween 80 untuk membentuk sistem mikroemulsi stabil.
Kandidat kosurfaktan yang digunakan sebagai kombinasi Tween 80 adalah Pluronic F127, etanol, dan PEG 400.
Komposisi dari setiap kombinasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Kombinasi terbaik dipilih berdasarkan pengamatan organoleptis dan transmitan.
Tabel 1: Kombinasi surfaktan dan kosurfaktan Bahan (%) Tw80
F127
PEG
BSF
81,81
1,81
72,72
63,63
2,72
8,33
8,33
66,67
16,67
8,33
58,33
8,33
8,33
8,33
66,67
16,67
8,33
58,33
8,33
Ket: Tw 80: Tween 80.
F127: Pluronik F127.
Et: etanol.
PEG: PEG 400.
BSF: minyak prepupa BSF
Formula
Air
8,29
16,47
24,65
8,34
8,34
8,34
8,34
8,34
8,34
Optimasi Konsentrasi Surfaktan dan Kosurfaktan Terpilih Kombinasi surfaktan dan kosurfaktan terpilih selanjutnya dimasukkan ke dalam perangkat lunak Design Expert 13 (Stat-ease.
USA) dengan metode Simple Lattice Design.
Rasio surfaktan dan kosurfaktan kemudian divariasikan untuk menentukan batas atas dan batas bawah yang akan digunakan.
Konsentrasi optimal surfaktan dan kosurfaktan kemudian dipilih berdasarkan pengamatan organoleptis, pH, dan transmitan.
4 Evaluasi Mikroemulsi Minyak Prepupa BSF Pengamatan Organoleptis Organoleptis mikroemulsi yang diperhatikan adalah kejernihan, warna, dan bau menggunakan panca indra dengan bantuan penyinaran yang adequat.
Bau mikroemulsi dievaluasi untuk memastikan mikroemulsi memberikan bau netral atau menyenangkan.
Pengujian pH Pengujian pH dilakukan terhadap F10.
F11.
F12, dan F13 menggunakan pH meter (Hanna Instrument.
Jerma.
Alat dikalibrasi terlebih dahulu menggunakan larutan standar pH 4 dan 9.
Elektroda dicuci dengan air destilasi dan kemudian dikeringkan.
Pengukuran dilakukan dengan mencelupkan elektroda ke dalam larutan uji.
Angka yang ditunjukkan oleh pH meter merupakan nilai pH dari sediaan.
Viskositas Pengujian viskositas mikroemulsi formula terpilih (F11 dan F.
dilakukan menggunakan viskometer Brookfield DV2T (USA).
Sampel mikroemulsi disiapkan dalam gelas piala dan dipastikan tidak ada gelembung udara.
Kemudian spindle nomor 3 dipasang dan direndam sepenuhnya dalam sampel tanpa menyentuh dasar wadah.
Pengukuran dilakukan pada suhu ruang .
A 1 AC) dengan kecepatan rotasi 100 rpm hingga nilai viskositas stabil terbaca dalam satuan centipoise .
P).
Setiap formula diukur sebanyak tiga kali (Pharmaheri.
Umar and Lucida, 2.
173 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
Pengukuran Transmitan Pengukuran transmitan dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu type UV-1280.
Japa.
pada panjang gelombang 650 nm, dengan akuades sebagai blanko (Siqhny.
Azkia and Kunarto.
Ukuran Globul Pengukuran ukuran globul mikroemulsi F11 dan F12 dilakukan menggunakan particle size analyzer (PSA).
Shimadzu SALD-2300.
Sekitar 1 ml mikroemulsi dimasukkan ke dalam PSA.
Sumber cahaya .
yang digunakan dalam PSA pada penelitian ini bekerja berdasarkan prinsip Dynamic Light Scattering (DLS).
Pengukuran dengan PSA dilakukan pada suhu ruang .
A 1 AC).
Selanjutnya, ratarata ukuran globul berdasarkan grafik yang diperoleh (Jessica et al.
, 2.
Uji Siklus Suhu Uji siklus suhu dilakukan pada mikroemulsi F11 dan F12.
Satu sampel dari setiap formulasi diuji dalam 3 siklus.
Setiap siklus terdiri atas penyimpanan selama 48 jam pada suhu 4 AC, diikuti selama 48 jam pada suhu 40 AC.
Pada akhir siklus, diamati organoleptis dari setiap formulasi.
(Mauludin.
Mohamad and Suciati, 2.
Uji Sentrifugasi Sebanyak 5 mL sampel dimasukkan ke dalam tabung sentrifugasi, kemudian disentrifugasi pada kecepatan 3500 rpm selama 5 jam.
Pengamatan terhadap sampel dilakukan setiap interval 1 jam untuk memastikan tidak terjadinya pemisahan fase (Mauludin.
Mohamad and Suciati, 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penjernihan Minyak Prepupa BSF Minyak prepupa BSF sebelum penjernihan tampak keruh dan memiliki bau menyengat, yang mengindikasikan keberadaan senyawa pengotor seperti fosfolipid, lilin, pigmen, dan senyawa volatil.
Proses penjernihan melalui tahapan degumming, dewaxing, dan bleaching menghasilkan minyak yang lebih jernih dan berbau netral, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1 .
Proses penjernihan merupakan tahap penting dalam pengembangan sistem mikroemulsi karena keberadaan pengotor dapat mengganggu pembentukan lapisan antarmuka antara fase minyak dan fase air.
Pengotor seperti fosfolipid dan lilin dapat meningkatkan ketidakstabilan sistem dengan memicu agregasi globul serta menurunkan kejernihan sediaan.
Hasil ini sejalan dengan penelitian terdahulu yang melaporkan bahwa fosfolipid dan lilin sebagai pengotor dapat merusak stabilitas emulsi (Kampa.
Frazier and RodriguezGarcia, 2.
Dengan demikian, penjernihan minyak prepupa BSF menjadi prasyarat penting untuk memperoleh mikroemulsi yang stabil secara fisik.
Gambar 1: Minyak prepupa BSF sebelum .
dan sesudah penjernihan .
174 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
Penentuan Kombinasi Surfaktan dan Kosurfaktan Hasil kombinasi surfaktan dan kosurfaktan menunjukkan bahwa kombinasi Tween 80 dan PEG 400 (F7.
F8, dan F.
menghasilkan mikroemulsi dengan kejernihan dan nilai transmitan yang lebih tinggi dibandingkan kombinasi Tween 80 dengan Pluronic F127 maupun etanol (Tabel .
Meskipun kombinasi Tween 80AePluronic F127 (F1 dan F.
menunjukkan nilai transmitan awal yang tinggi, terbentuknya kekeruhan setelah penyimpanan menunjukkan ketidakstabilan kinetik sistem.
Hal ini diduga berkaitan dengan rendahnya kelarutan Pluronic F127 dalam fase air serta keterbatasannya dalam mempertahankan fleksibilitas lapisan antarmuka.
Fenomena ini konsisten dengan studi lain yang menyatakan bahwa kosurfaktan dengan kelarutan air tinggi seperti PEG 400 lebih efektif dalam memperluas daerah mikroemulsi dan mempertahankan kejernihan sistem dibandingkan kosurfaktan yang bersifat lebih hidrofobik (Sapra et al.
, 2014.
Taher et al.
, 2.
Tabel 2: Hasil pengamatan pengaruh kombinasi surfaktan dan kosurfaktan terhadap organoleptis dan transmitan.
Formula
Ket: T: transmitan Evaluasi
Organoletis Jernih
Jernih
Keruh
Keruh
Keruh
Keruh
Jernih
Jernih
Jernih
T (%)
Optimasi Konsentrasi Surfaktan dan Kosurfaktan Terpilih Tabel 3 merupakan rancangan optimasi konsentrasi Tween 80 dan PEG 400 sebagai kombinasi surfaktan-kosurfaktan terpilih.
Proses optimasi menggunakan perangkat lunak Design Expert 13 dengan metode Simple Lattice Design.
Variasi komposisi dan jumlah pengulangan ditentukan secara sistematis (Nahdhia et al.
, 2.
Pada tahap ini.
Design Expert tidak hanya menentukan variasi komposisi Tween 80 dan PEG 400, tetapi juga menetapkan jumlah pengulangan .
pada titik formulasi tertentu.
Optimasi konsentrasi ini menghasilkan empat formula (F10AeF.
dengan jumlah pengulangan yang berbeda-beda.
Design Expert secara khusus menyarankan pengulangan pada titik formulasi tertentu .
eperti F.
karena titik tersebut berada pada area komposisi yang diprediksi sensitif terhadap perubahan kecil rasio Tween80AePEG 400.
Tabel 3: Desain optimasi konsentrasi Tween 80 dan PEG 400 sebagai kombinasi surfaktan dan kosurfaktan Bahan (%) Pengulangan Tw80
PEG
BSF
Air
F10
66,67
11,11
11,11
11,11
F11
61,11
16,67
11,11
11,11
F12
55,56
22,22
11,11
11,11
F13
44,44
33,33
11,11
11,11
Ket: Tw 80: Tween 80.
F127: Pluronik F127A.
Et: etanol.
PEG: PEG 400.
BSF: minyak prepupa BSF Formula Tabel 4 menunjukkan hasil evaluasi organoleptis, transmitan dan pH dari optimasi konsentrasi tween 80 dan PEG 400.
Perbedaan kecil hasil antar pengulangan pada komposisi yang sama mencerminkan variabilitas eksperimental yang digunakan untuk mengestimasi kesalahan murni dan meningkatkan ketepatan model prediktif, bukan menunjukkan ketidakreprodusibelan formulasi (Fukuda et al.
, 2.
175 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
Tabel 2: Hasil pengamatan pengaruh konsentrasi Tween 80 dan PEG 400 terhadap organoleptis, transmitan, dan Formula
F10
F10
F11
F12
F12
F12
F13
Ket: T: transmitan Evaluasi
Organoletis Jernih
Jernih
Jernih
Jernih
Jernih
Jernih
Jernih
T (%)
4,92
5,19
4,47
F11 dan F12 memiliki nilai transmitan tertinggi di antara seluruh formula yang diuji.
Parameter transmitan digunakan sebagai respon utama pada tahap ini karena mencerminkan tingkat kejernihan sistem, yang merupakan karakteristik awal penting dalam pembentukan mikroemulsi.
Sementara itu, seluruh formula menunjukkan nilai pH yang berada dalam rentang yang dapat diterima, sehingga pH tidak menjadi faktor pembeda utama dalam pemilihan formula pada tahap optimasi ini.
Peningkatan konsentrasi PEG 400 menunjukkan korelasi positif terhadap peningkatan nilai transmitan dan kejernihan mikroemulsi pada formula F11 dan F12.
PEG 400 berperan dalam meningkatkan fluiditas lapisan antarmuka serta menurunkan tegangan antarmuka antara fase minyak dan air, sehingga mendukung pembentukan globul yang lebih kecil dan homogen.
Hasil ini sejalan dengan studi lain yang melaporkan bahwa peningkatan konsentrasi PEG 400 dalam mikroemulsi minyak atsiri berkontribusi pada peningkatan stabilitas sistem dan kejernihan sediaan (Shabrina.
Pratiwi and Muurukmihadi, 2020.
Arifin et al.
, 2.
Meskipun secara umum peningkatan konsentrasi PEG 400 sebagai kosurfaktan dapat meningkatkan nilai transmitan, hubungan tersebut tidak bersifat linier tanpa batas.
Pada Formula 13 (F.
, penurunan nilai transmitan terjadi akibat penurunan konsentrasi Tween 80 yang terlalu signifikan, sehingga peran utama surfaktan dalam menurunkan tegangan antarmuka tidak lagi optimal.
Dalam sistem mikroemulsi.
Tween 80 berfungsi sebagai surfaktan utama yang bertanggung jawab terhadap pembentukan dan stabilisasi lapisan antarmuka antara fase minyak dan fase air.
PEG 400 berperan sebagai kosurfaktan yang meningkatkan fleksibilitas lapisan antarmuka, namun tidak dapat menggantikan sepenuhnya fungsi surfaktan utama.
Pada F13, meskipun konsentrasi PEG 400 lebih tinggi, penurunan konsentrasi Tween 80 menyebabkan penurunan kemampuan sistem dalam menurunkan tegangan antarmuka, pembentukan globul yang kurang homogen, dan meningkatnya hamburan cahaya akibat ukuran globul yang lebih besar atau distribusi yang lebih lebar.
Fenomena ini mencerminkan adanya titik optimum komposisi, di mana peningkatan PEG 400 hanya efektif meningkatkan transmitan selama konsentrasi Tween 80 masih berada pada level yang cukup untuk menstabilkan antarmuka.
Ketika konsentrasi Tween 80 turun melewati batas optimum, efek positif PEG 400 tidak lagi mampu mengkompensasi kekurangan surfaktan utama.
Pemilihan dua formula terbaik, yaitu F11 dan F12, dilakukan sebagai langkah antisipatif untuk memastikan bahwa formula dengan nilai transmitan tertinggi tetap memenuhi parameter mutu lainnya pada tahap evaluasi lanjutan.
Hal ini mengingat bahwa optimasi awal hanya mempertimbangkan transmitan dan pH, sedangkan karakteristik mikroemulsi yang baik ditentukan oleh berbagai parameter lain, seperti viskositas, ukuran globul, dan stabilitas fisik (Lawrence and Rees, 2.
Oleh karena itu, evaluasi lanjutan dilakukan untuk mengonfirmasi bahwa formula terpilih tidak hanya unggul dalam kejernihan, tetapi juga memenuhi kriteria mikroemulsi yang baik secara keseluruhan.
Evaluasi Sediaan Mikroemulsi Minyak Prepupa BSF Hasil evaluasi lengkap terhadap mutu sediaan mikroemulsi formula F11 dan F12, yang meliputi karakteristik fisikokimia dan stabilitas sediaan, disajikan pada Tabel 5.
176 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
Tabel 3: Hasil evaluasi 2 formula terpilih (F11 dan F.
Formula
F11
F12
Organoleptis o Bentuk o Warna
o Bau
Jernih
Kuning Netral
Jernih
Kuning Netral
Jernih
Kuning Netral
6,91 A 0,17
7,43 A 0,25
4,5 Ae 8,0 Viskositas .
P) 423 A 1,01 375 A 0,54 Transmitan (%) 97,01 A 0,16 98,30 A 0,26 >95 Ukuran globul .
1140,32 A 1,73 550,71 A 0,32 25 Ae 2500 Uji stabilitas o Siklus suhu o Sentrifugasi Stabil Stabil Stabil Stabil Stabil Stabil Evaluasi Syarat Penampilan mikroemulsi sangat penting karena menentukan penerimaan dan stabilitas mikroemulsi dalam berbagai aplikasi, termasuk kosmetik.
Pemeriksaan organoleptis pada mikroemulsi minyak prepupa BSF dilakukan dengan mengamati atribut sensorik yaitu bentuk, warna, dan bau (Salwa.
Abd Kadir and Sulistyowati, 2.
Walaupun hanya memberikan data secara kualitatif, pengamatan ini cukup efisien dan efektif dalam skrining awal formula untuk mikroemulsi.
Formula yang terlihat keruh tentu saja tidak perlu diikutkan dalam evaluasi lanjutan sehingga mudah dalam memilih formula yang lebih baik.
Pada Gambar 2, terlihat bahwa F11 dan F12 memenuhi kriteria organoleptis, yaitu homogen dan kuning jernih.
Selain itu, kedua formula ini juga tidak berbau tengik atau netral.
F11
F12
Gambar 2: Organoleptis mikroemulsi minyak prepupa BSF F11 dan F12 Berdasarkan evaluasi pH, terjadi peningkatan nilai pH mikroemulsi setelah penambahan minyak prepupa BSF dibandingkan dengan basis mikroemulsi tanpa bahan aktif.
Hal ini dapat dikaitkan dengan karakteristik kimia minyak prepupa BSF itu sendiri.
Minyak prepupa BSF mengandung asam lemak dengan dominasi asam lemak rantai panjang.
Dalam sistem terdispersi, derajat ionisasi asam lemak sangat rendah, kehadirannya tidak menurunkan pH secara signifikan dan pada sistem tertentu justru dapat meningkatkan pH terutama jika dalam bentuk terasosiasi dengan surfaktan nonionik (Gunstone and Harwood, 2.
Akan tetapi, nilai pH kedua formula masih berada dalam rentang pH sediaan topikal .
,5Ae8,.
(Lachman.
Lieberman and Kanig, 1.
pH yang sesuai dengan pH fisiologis kulit sangat penting untuk mencegah iritasi dan menjaga integritas skin barrier, terutama pada sediaan kosmetik yang digunakan secara berulang.
Hasil ini sejalan dengan penelitian yang sebelumnya, bahwa mikroemulsi topikal dengan pH mendekati pH kulit menunjukkan tingkat tolerabilitas yang lebih baik dan risiko iritasi yang lebih rendah (Leite.
Miguel and Pierre, 2.
Hasil pengukuran viskositas F11 dan F12 dapat dilihat pada Tabel 5.
F12 memiliki viskositas relatif lebih rendah dibandingkan F11, yang berkorelasi dengan konsentrasi PEG 400 yang lebih tinggi.
Penurunan viskositas ini disebabkan oleh peningkatan fluiditas sistem akibat peran PEG 400 sebagai kosurfaktan yang mengurangi gaya kohesif antar globul, sehingga menghasilkan sistem yang lebih 177 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
mudah mengalir dan diaplikasikan.
Hasil ini selaras dengan studi yang pernah dilakukan.
Peningkatan konsentrasi PEG 400 dapat menyebabkan penurunan viskositas pada mikroemulsi minyak kepayang dan minyak nilam.
PEG pada konsentrasi 26% (F12: 22,22%) merupakan formula terbaik pada mikroemulsi minyak nilam (Maharini.
Rismarika and Yusnelti, 2020.
Shabrina.
Pratiwi and Muurukmihadi, 2.
Viskositas formula F12 yang lebih rendah dibandingkan F11 tidak hanya dipengaruhi oleh peningkatan konsentrasi PEG 400 sebagai kosurfaktan, tetapi juga berkaitan dengan penurunan konsentrasi Tween 80 dalam komposisi formula.
Tween 80 merupakan surfaktan dengan rantai polioksietilen panjang yang dapat meningkatkan viskositas sistem melalui pembentukan jaringan antarmolekul dan peningkatan fraksi fase terstruktur.
Penurunan fraksi Tween 80 pada F12 menyebabkan berkurangnya interaksi antarsurfaktan, sehingga sistem menjadi lebih fluida (Taher et al.
Rentang viskositas mikroemulsi bervariasi tergantung tujuannya.
Pada studi ini, mikroemulsi yang dihasilkan disyaratkan berada pada kisaran 250 hingga 650 cP.
Rentang ini ditetapkan berdasarkan hasil penelitian lain yang menyatakan bahwa viskositas mikroemulsi yang berkisar antara 222,4 hingga 681,13 cP menunjukkan kemudahan aplikasi dan potensi permeasi kulit yang baik (Jamali et al.
, 2.
Hasil pengujian viskositas menunjukkan bahwa F11 dan F12 berada dalam rentang viskositas yang Formula F12 menunjukkan ukuran globul yang lebih kecil .
,71 n.
dibandingkan F11.
Ukuran globul yang lebih kecil berkontribusi pada peningkatan stabilitas kinetik mikroemulsi serta memperbesar luas permukaan kontak, yang berpotensi meningkatkan penetrasi minyak prepupa BSF ke dalam lapisan kulit (Chen et al.
, 2.
F11
F12
F11
F12
Gambar 3: F11 dan F12 sebelum .
dan setelah .
uji siklus suhu Uji siklus suhu bertujuan untuk mengevaluasi ketahanan fisik awal sistem mikroemulsi terhadap fluktuasi suhu selama penyimpanan, khususnya dalam mendeteksi kecenderungan awal terjadinya instabilitas seperti koalesensi globul atau pemisahan fase (Becher, 1.
Tidak terjadinya perubahan fisik pada F11 dan F12 (Gambar .
menunjukkan bahwa sistem mikroemulsi yang terbentuk memiliki stabilitas fisik awal yang baik terhadap variasi suhu.
Stabilitas ini diduga berkaitan dengan keberhasilan kombinasi Tween 80 dan PEG 400 dalam membentuk lapisan antarmuka yang fleksibel dan adaptif terhadap perubahan suhu.
Tween 80 berperan menurunkan tegangan antarmuka, sedangkan PEG 400 meningkatkan fluiditas lapisan antarmuka, sehingga sistem mampu mempertahankan struktur mikroemulsi selama siklus suhu berlangsung.
Meskipun uji siklus memberikan gambaran awal mengenai stabilitas fisik mikroemulsi, pengujian ini tidak dapat disamakan dengan uji freezeAethaw yang melibatkan suhu beku dan mencerminkan stres termal yang lebih ekstrem.
Oleh karena itu, hasil uji siklus dalam penelitian ini diinterpretasikan sebagai indikator stabilitas fisik awal, bukan sebagai bukti stabilitas jangka panjang.
Beberapa penelitian sebelumnya melaporkan bahwa uji siklus suhu dapat digunakan sebagai metode skrining awal stabilitas sistem mikroemulsi dan emulsi, terutama untuk mengidentifikasi formulasi yang berpotensi mengalami instabilitas dini sebelum dilakukan uji stabilitas lanjutan yang lebih komprehensif (Eastoe.
Robinson and Steytler, 1990.
Iradhati and Jufri, 2.
Uji sentrifugasi pada mikroemulsi F11 dan F12 menunjukkan tidak terjadinya pemisahan fase, yang mengindikasikan stabilitas fisik awal yang baik terhadap gaya mekanik dan percepatan gravitasi (Chen et al.
, 2.
Hasil ini berkorelasi erat dengan temuan sebelumnya, khususnya ukuran globul yang relatif kecil dan homogenAiterutama pada F12Aiserta keberhasilan kombinasi Tween 80 dan PEG 400 dalam membentuk lapisan antarmuka yang kuat dan fleksibel (Golwala et al.
, 2.
Ukuran globul 178 | Jesscica et al Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2025.
Vol.
yang lebih kecil berkontribusi pada penurunan kecenderungan sedimentasi dan koalesensi selama sentrifugasi, sementara keberadaan PEG 400 sebagai kosurfaktan meningkatkan fluiditas dan elastisitas lapisan antarmuka sehingga mampu menahan stres mekanik.
Selain itu, nilai viskositas yang berada dalam rentang optimal turut menghambat pergerakan globul dan mendukung kestabilan sistem.
Secara keseluruhan, konsistensi antara hasil uji sentrifugasi dengan data ukuran globul, viskositas, dan kejernihan mengonfirmasi bahwa mikroemulsi minyak prepupa BSF yang dikembangkan memiliki stabilitas kinetik yang baik dan layak untuk dilanjutkan ke tahap pengujian stabilitas yang lebih F11
F12
F11
F12
Gambar 4.
F11 dan F12 sebelum .
dan setelah .
uji sentrifugasi Berbeda dari penelitian sebelumnya yang umumnya berfokus pada minyak larva BSF dan sistem nanoemulsi berbasis lecithin, penelitian ini menunjukkan bahwa minyak prepupa BSF dapat diformulasikan secara stabil dalam sistem mikroemulsi menggunakan kombinasi Tween 80 dan PEG 400 yang dioptimalkan secara sistematis, menghasilkan ukuran globul kecil, stabilitas tinggi, dan karakteristik fisikokimia yang sesuai untuk aplikasi kosmetik.
Akan tetapi, penelitian ini masih memiliki keterbatasan karena belum dilakukan uji pelepasan maupun uji penetrasi kulit.
Uji pelepasan dan penetrasi kulit diperlukan pada penelitian lanjutan untuk memverifikasi kinerja fungsional mikroemulsi minyak prepupa BSF sebagai sistem penghantaran topikal.
KESIMPULAN
Penelitian ini berhasil mengembangkan dan mengoptimalkan formulasi mikroemulsi minyak prepupa Black Soldier Fly (Hermetia illucen.
menggunakan kombinasi Tween 80 dan PEG 400 melalui pendekatan Simple Lattice Design.
Formula optimal (F.
dengan komposisi Tween 80 55,56%.
PEG 400 22,22%, dan minyak prepupa BSF 11,11% menunjukkan karakteristik fisikokimia yang baik, ditandai oleh kejernihan tinggi, pH yang sesuai dengan pH fisiologis kulit, viskositas yang memenuhi persyaratan aplikasi topikal, ukuran globul kecil dan homogen .
,71 A 0,32 n.
, serta stabilitas yang baik terhadap uji siklus suhu dan sentrifugasi.
Hasil ini menunjukkan bahwa kombinasi surfaktan nonionik hidrofilik mampu membentuk sistem mikroemulsi yang stabil dan berpotensi meningkatkan kinerja minyak prepupa BSF sebagai bahan aktif kosmetik.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Fakultas Farmasi Universitas Andalas yang telah mendanai penelitian ini dengan nomor kontrak: 26/UN16.
D/PJ.
01/2024.
REFERENSI