sediaan galenik
DESCRIPTION
ini sediaan galenik infoTRANSCRIPT
TEKNOLOGI FITOFARMASETIK (PROSES PRODUKSI EKSTRAK UNTUK SEDIAAN OBAT
ALAM)
Suwijiyo Pramono
Fakultas Farmasi UGM
Yogyakarta
DEFINISI
• Teknologi fitofarmasetik: Cabang ilmu kefarmasian yang mempelajari proses produksi ekstrak sebagai bahan baku sediaan obat bahan alam
• Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan melakukan penyarian kandungan kimia bahan nabati, hewani atau mineral dengan pelarut dan metode yang sesuai, dilanjutkan dengan penguapan sebagian atau seluruh pelarut sehingga diperoleh konsistensi yang diinginkan (Ekstrak cair, ekstrak kental, ekstrak kering)
• Sari adalah cairan hasil penyarian bahan obat alami yangbelum mengalami penguapan ataupun perlakuan lain. Sari atau menstrum dapat berupa maserat, perkolat, digestat ataupun perasan
DEFINISI (lanjutan)
• Ekstrak terpurifikasi (purified/enriched extract) adalah ekstrak bahan alami yang diperoleh dengan menghilangkan kandungan kimia banal seperti lemak, karbohidrat, protein, klorofil atau resin (zat ballast) sehingga diperoleh kadar kandungan kimia aktif yang lebih tinggi dibanding ekstrak kasarnya.
• Isolat adalah kandungan kimia murni dari suatu bahan obat alam
PENYIAPAN BAHAN BAKU
• Budidaya Kuliah semester sebelumnya
• Teknologi pascapanen Kuliah Budidaya dan TPP pada semester sebelumnya
• Faktor penting yang sangat berpengaruh pada kualitas bahan baku pada TPP adalah pengeringan bahan dan pengecilan atau penyerbukan bahan
PROSES PRODUKSI
PENGERINGAN BAHAN
TUJUAN: - mengurangi kadar air hingga < 10% guna mencegah tumbuhnya mikroba dan terjadinya reaksi enzimatis tetapi juga efek sinar UV thd bahan
Persyaratan batas cemaran mikroba
Persyaratan kadar kandungan kimia, profil kromatografi dan makroskopis bahan
PENGERINGAN DENGAN OVEN
• Jika terlalu cepat Face hardening, bagian luar kering, bagian dalam basah Reaksi enzimatis
• Jika temperatur terlalu tinggi Merusak kandungan kimia termolabil seperti alkaloid tertentu, senyawa lakton
PENGERING-ANGINAN Pengeringan lambatReaksi enzimatis
• Hidrolisis Ester : Metil salisilat
Daun gondopura
Gaultheria fragrantissima Wall
Komponen balsam
Bensil asetat
Bunga melati
Jasminum officinale L.
Parfum dan Aromaterapi
OC
OH3C
C
O
OCH3
OH
Etil p-metoksi sinamat
Kaempferia galanga L.
Ekspektoran and Analgesik
Hidrolisis : Etanol dan
Asam p -Metoksi sinamat
Linalil asetat
Ocimum basilicum L.
Aromaterapi
Hidrolisis : Linalil alcohol and
Asam asetat
O
C CH3
O
OCH3
C CH
CO
OC2H5
H
HIDROLISIS GLIKOSIDA
SELEDRI (Apium graveolens L.)
Apigenin-7-O-apiosil-glukosida
Apiin Apigenin
Polar Semipolar
larut dalam air larut dalam alkohol
Apiosil-glukosil-O O
O
OH
OH
O
O
OH
OH
HO
HIDROLISIS POLISAKHARIDA
Biji Sangkobak (Plantago major L.)
Daun Jati blanda (Guazuma ulmifolia Lamk.)
POLISAKHARIDA MONO/DISAKHARIDA
- Water soluble fiber - Glukosa, galaktosa
- Musilago - Sakharosa, laktosa
- Molekul besar - Molekul kecil
- Sulit diabsorpsi - Mudah diabsorpsi
- Memperlancar defekasi - Sumber kalori
- Menekan nafsu makan - Menambah berat
- Pelangsing badan
ENZIM OKSIDASE & POLIMERASE
Mono dan seskuiterpen
(penyusun minyak atsiri)
oksidasi
Menjadi lebih gelap
polimerisasi
Resin
Tidak larut, toksik
PENGERINGAN DG SINAR MATAHARI Resiko terkena pancaran sinar UV
Azulen - Temuhitam (Curcuma aeruginosa)
Chamazulen – Bunga kamomila (Matricaria chamomilla)
Sesquiterpen dg banyak ikatan rangkap
Berwarna biru kehitaman
Memucat oleh sinar matahari langsung
Kurkuminoid – Memucat oleh sinar UV
Klorofil daun – Menjadi abu-abu
Pengeringan dg ditutup kain hitam
PENGECILAN BAHAN / PEMBUATAN SERBUK
(TEBAL LAPISAN BATAS) Jarak yang harus ditempuh oleh cairan penyari untuk penetrasi bahan guna
mencapai kandungan kimia aktif di dalam sel bahan
SEMAKIN LEMBUT SERBUK
SEMAKIN PENDEK TEBAL LAPISAN BATAS
SEMAKIN CEPAT PENETRASI PENYARI
UNTUK MENCAPAI KANDUNGAN KIMIA AKTIF DALAM BAHAN
PROSES PENYARIAN LEBIH EFEKTIF
PADA KENYATAANNYA TIDAK SELALU DEMIKIAN
BEBERAPA KERUGIAN JIKA SERBUK TERLALU LEMBUT
1. MENGUAPNYA MINYAK ATSIRI KARENA BANYAK SEL YANG PECAH
2. SENYAWA BALLAST YANG TIDAK LARUT AKAN KELUAR DARI SEL DAN MENGOTORI SARI
ZAT BALLAST YANG TIDAK LARUT DALAM AIR : LIPIDA, KLOROFIL, RESIN
ZAT BALLAST YANG TIDAK LARUT DALAM ETANOL : KARBOHIDRAT, PROTEINS
3. SANGAT KECILNYA RUANG INTER DAN ANTAR SEL MENYEBABKAN SEL MEMADAT SAAT KENA CAIRAN DAN DAPAT MENYUMBAT PERKOLATOR
4. RIMPANG DAN BIJI YANG BANYAK MENGANDUNG AMILUM AKAN MEMBENTUK BUBUR JIKA DIEKSTRAKSI DENGAN PENYARI YANG ADA AIRNYA DAN DIIKUTI PEMANASAN
TAHAPAN EKSTRAKSI
1.PENETRASI CAIRAN PENYARI KEDALAM SEL BAHAN
UKURAN PARTIKEL SERBUK – TEBAL LAPISAN BATAS
KERAS LUNAKNYA SEL– Daun, bunga, rimpang Lunak
- Kayu, kulit buah keras
JENIS PELARUT – Semakin besar persentase gugus OH
semakin kuat kemampuan penetrasi nya
Air > Gliserol > Metanol > Etanol > Eter
2. MENGEMBANGNYA INTRA DAN INTER SELULER
3. KONTAK ANTARA CAIRAN PENYARI DAN KANDUNGAN KIMIA DIDALAM SEL
TAHAPAN EKSTRAKSI (Lanjutan)
4. PELARUTAN KANDUNGAN KIMIA AKTIF Kesesuaian polaritas antara pelarut dan kandungan kimia aktif – Like
and Dislike Kejenuhan cairan penyari – Perkolasi (pembaharuan pelarut) >
Maserasi Faktor pemanasan – Viskositas pelarut menurun, menjadi lebih encer–
meningjkatkan kemampuan daya larut penyari Pengadukan dan pemanasan - Meningkatkan kemampuan cairan
penyari untuk melarutkan kandungan kimia aktif 5. DIFUSI KANDUNGAN KIMIA AKTIF KELUAR SEL Perbedaan konsentrasi kandungan kimia terlarut dalam cairan penyari
di dalam dan di luar sel – Keseimbangan konsentrasi – Perkolasi > Maserasi
Tekanan – Perkolasi (mengalirnya cairan penyari dari atas ke bawah atau bisa dibuat pengurangan tekanan atau vacum) > Maserasi
FAKTOR KEMUNGKINAN PENYEBAB KERUSAKAN KANDUNGAN KIMIA SAAT EKSTRAKSI
• Reaksi gugus hidroksi karbonil dan orto dihidroksi dg logam berat dari peralatan ekstraksi (kurkumin, flavonoid, fenol)
• Reaksi hidrolisis oleh asam (ester, glikosida)
• Reaksi pembentukan fenolat oleh basa (kurkumin, asam fenolat)
• Kerusakan oleh pemanasan terhadap kandungan kimia dengan banyak ikatan rangkap (kurkumin, karotenoid, PUFA, terpenoid hidrokarbon)
METODE EKSTRAKSI
• Peras/press: dari bahan segar • Infundasi: penyarian dengan air pada 90°C • Digesti: penyarian reflux dg air pada suhu relatif
rendah • Maserasi: perendaman serbuk bahan dg cairan
penyari, bisa dg pengadukan dan pemanasan • Perkolasi: pengaliran cairan penyari kepada
serbuk yang telah dibasahi • Distilasi: pengambilan minyak atsiri dg uap air • Gas superkritis: penyarian dg gas CO2 cair
PERAS ATAU PRESS
PRESS PRESS SPINNER PRESS DG
MEKANIK HIDROLIK (SENTRIFUGASI) PENGURANGAN
TEKANAN
INFUNDASI
Terdapat dua panci : A. Panci sebelah dalam berisi bahan dan air B. Panci sebelah luar berisi air sebagai penangas A Pemanasan 15 menit (Infusa) B atau 30 menit (Dekokta) dihitung penangas mulai mendidih
DIGESTI
• Tempatkan 1 bagian bahan yang telah dikecilkan (rimpang dan biji tidak boleh diserbuk)
• Tambahkan 20 bagian air atau cairan penyari lain yang dikehendaki
• Panaskan digestor pada suhu antara 40-50°C selama 6 jam
• Pisahkan digestat dengan cara penyaringan atau pengepressan
• Uapkan digestat dengan penangas air pada wajan stainless steel jika penyarinya air atau dengan penguap vakum jika menggunakan pelarut organik, hingga konsistensi yang dikehendaki
MASERASI
• Campur 1 bagian serbuk dengan 7,5 bagian cairan penyari
• Rendam selama 18 jam sambil setiap jam diaduk hingga 6 jam pertama.
• Pisahkan sari, maserasi kembali sisa serbuk dengan 4 bagian cairan penyari.
• Pisahkan sari dan campurkan dengan sari pertama
• Uapkan kumpulan sari dengan pengurangan tekanan hingga konsistensi yang dikehendaki (ekstrak cair, kental atau kering)
PERKOLASI
• Campur 1 bagian serbuk bahan dengan 5 bagian cairan penyari
• Masukkan kedalam perkolator
• Tambahkan 5 bagian cairan penyari dan biarkan terendam selama 1 malam
• Buka kran perkolator dengan kecepatan 40-50 tetes per menit atau sesuai dengan optimasi yang pernah dilakukan untuk masing-masing bahan
• Tambahkan cairan penyari secukupnya hingga tetesan perkolat tidak pekat lagi
EKSTRAKSI DG GAS CO2 CAIR
• Gas karbon dioksida didingikan sehingga mencair
• Ekstraksi dilakukan terhadap serbuk bahan seperti prinsip maserasi biasa
• Cairan dipisahkan dan diuapkan tanpa harus menggunakan pemanasan berlebih
• Kandungan kimia termolabil tetap terjaga, tidak mengalami kerusakan
• Butuh peralatan khusus dan di Indonesia masih mahal untuk diterapkan di industri
PELARUT GOLONGAN KANDUNGAN KIMIA YANG TERLARUT
HEKSAN , PE Terpenoid (minyakatsiri), Triterpen, Steroid, Kumarin, Benzen, Toluen Polimetoksi flavon, Lipida, Resin, Klorofil, Xantofil KLOROFORM Semua yang disebut diatas, Antrakinon, Alkaloid bebas, Diklorometan Kurkuminoid, Fenol DIETIL ETER Semua yang disebut diatas, Flavonoid aglikon, Asam fenolat ETIL ASETAT Semua yang disebut diatas, Flavonoid monoglikosida, Aseton Quasinoid, Glikosida lain ETANOL Semua yang disebut diatas, , Flavonoid diglikosida, Tanin, Dan Alkohol lain AIR PANAS Semua yang disebut diatas, mulai dari yang larut dalam dietil eter, Garam Alkaloid , Flavonoid poligliksida, Mono- and Disakharida, Asam amino,Protein dan Mineral. Polisakarida menggumpal
PRODUKSI EKSTRAK TERPURIFIKASI
- DELIPIDASI DAN FRAKSINASI - SAPONIFIKASI - ELIMINASI RESIN - DISTILASI - PRESIPITASI: - Perbedaan polaritas pelarut - Penambahan logam berat – Pemisahan polifenol - Penambahan serbuk kulit hewan: Reaksi Protein – Tannin - PEMISAHAN ALKALOID
DELIPIDASI (DAN FRAKSINASI NON INDUSTRI)
SERBUK BAHAN SERBUK BAHAN PETROLEUM ETANOL
ETER
RESIDUE EKSTRACT
SENYAWA RESIDU ETANOL
NON POLAR Chloroform Evaporasi;
/Eter + Air panas
SUSPENSI
RESIDUE EKSTRAK CHCl3 Eter:
Etanol /ETER Etil asetat:
Butanol
EKSTRAK BERBAGAI FRAKSI
ETANOL
SAPONIFIKASI
EKSTRAK NON POLAR (MENGANDUNG LEMAK)
Larutan KOH
SABUN FRAKSI AIR
Eter
FRAKSI AIR FRAKSI ETER
(TRITERPEN
STEROID
KAROTENOID)
ELIMINASI RESIN
EKSTRAK ETANOLIK EKSTRAK ETANOLIK
Petroleum eter KOH etanolik
/Heksan
FRAKSI FRAKSI ENDAPAN LARUTAN
PE/Heksan TAK LARUT
(RESIN)
KURKUMINOID PIPERIN
PADA CURCUMA PADA PIPER SPP
DISTILASI
EKSTRAK DENGAN LEMAK TINGGI
DISTILLASI AIR
MINYAK ATSIRI SUSPENSI LEMAK
TITIK KRITIS PROSES PRODUKSI EKSTRAK
• PELARUT/CAIRAN PENYARI
• PERALATAN PRODUKSI
• PENGGUNAAN BAHAN TAMBAHAN
• PENYIMPANAN
OPTIMASI KOMPOSISI PELARUT
• Simplex Lattice Design :
• Y= a (A) + b (B) + ab (A) (B)
• Y= respon yang dituju
• A dan B = komposisi pelarut dimana pada percobaan dibuat (A) = 1, B = 0, dan (A) =0,5 (B) = 0,5
• a, b dan ab = koefisien yang dapat dihitung dari percobaan
FACTORIAL DESIGN
• Optimasi ekstraksi dengan menggunakan parameter komposisi pelarut, kecepatan pengadukan, suhu pemanasan, lama penyarian dengan harga rendah dan tinggi
• Misalnya pelarut: etanol 95% dan 50%, kecepatan pengadukan 100 dan 500 rpm, suhu penyarian 40 dan 60 C, lama perendaman12 dan 24 jam
• Dibuat counter plot untuk mengetahui daerah optimum berdasarkan kadar zat aktif dan melihat faktor yang dominan berpengaruh
PROSES PRODUKSI
PELARUT/CAIRAN PENYARI
• AMAN TERHADAP PEKERJA
• MUDAH DIUAPKAN
• SISA YANG TERTINGGAL DALAM EKSTRAK TIDAK BERBAHAYA
• TIDAK KOROSIF TERHADAP PERALATAN
• DAPAT DIGUNAKAN KEMBALI UNTUK EKSTRAKSI
• SELEKTIF
• MURAH
PROSES PRODUKSI
AIR
- Aman, dapat diuapkan secara terbuka
- Sisa yang tertinggal pada ekstrak juga aman
- Perlu suhu relatif tinggi untuk menguapkan
zat termolabil rusak
Persyaratan kadar kandungan aktif
- Resiko terkena cemaran mikroba selama proses
Persyaratan kadar air dan batas cemaran
mikroba
PROSES PRODUKSI
ETANOL/CAMPURAN ETANOL-AIR
• Hampir semua golongan kandungan kimia tanaman dapat larut
• Titik didih lebih rendah dibanding air
• Dapat digunakan kembali setelah penguapan
• Tidak boleh diuapkan terbuka dapat terbakar dan berbahaya jika terhirup
• Sisa dalam ekstrak dapat bersifat toksik jika dikonsumsi Persyaratan sisa pelarut
PROSES PRODUKSI
ETIL ASETAT
• Lebih selektif dibanding etanol
• Titik didih lebih rendah dibanding etanol
• Dapat digunakan kembali setelah penguapan jika tidak terhidrolisis menjadi etanol dan asam asetat
• Tidak boleh diuapkan terbuka dapat terbakar dan berbahaya jika terhirup
• Sisa dalam ekstrak dapat bersifat toksik jika dikonsumsi Persyaratan sisa pelarut
PROSES PRODUKSI
HEKSAN DAN PETROLEUM ETER
• Bersifat lipofilik sehingga digunakan untuk delipidasi
• Titik didih rendah sehingga mudah diuapkan
• Dapat digunakan kembali setelah penguapan
• Tidak boleh diuapkan terbuka dapat terbakar dan berbahaya jika terhirup
• Sisa dalam ekstrak dapat bersifat toksik jika dikonsumsi Persyaratan sisa pelarut
PROSES PRODUKSI
PELARUT LAIN
• METANOL: dilarang karena dapat merusak syaraf mata
• DIETIL ETER: sangat mudah terbakar
• KLOROFORM: sangat iritatif terhadap kulit dan mata
• ASETON: sisa dalam ekstrak bersifat sangat toksik
• BENZENA: karsinogenik
PROSES PRODUKSI
PENGGUNAAN BAHAN TAMBAHAN • AEROSIL sebagai bahan pengering ekstrak Persyaratan kadar abu tak larut asam
• BAHAN PENGAWET Persyaratan batas bahan pengawet yang diperbolehkan