SURFAKTAN (Surface Active Agent) DAN APLIKASINYA

BAB I

PENDAHULUAN

A.     LATAR BELAKANG

Surfaktan (surface active agent) atau zat aktif permukaan adalah senyawa kimia yang terdapat pada konsentrasi rendah dalam suatu sistem, mempunyai sifat teradsorpsi pada permukaan antarmuka pada sistem tersebut. Energi bebas permukaan-antarmuka adalah kerja minimum yang diperlukan untuk merubah luas permukaan-antarmuka.

Dalam dunia farmasi, penggunaan surfaktan sangatlah penting karena surfaktan memiliki banyak fungsi yang dapat memenuhi kebutuhan di dunia farmasi, seperti sebagai deterjen, sampo, lubrikan, kosmetik, antijamur, penghambat korosi, dan water reppelents. Surfaktan merupakan suatu senyawa kimia yang memiliki aktivitas menurunkan tegangan permukaan. Surfaktan terbagi atas dua bagian yakni bagian kepala yang bersifat hidrofilik dan bagian ekor yang bersifat hidrofobik (Gervajio,2005). Hal ini menyebabkan banyak industri farmasi yang berlomba-lomba mensintesis surfaktan baik secara konvensional maupun secara alternatif menggunakan bantuan katalisator.

Salah satu surfaktan yang menjadi pilihan untuk digunakan adalah amida asam lemak, dimana jenis surfaktan ini memiliki struktur yang baik sebagai emolien dan lubrikan, memiliki kemampuan untuk menstabilkan sediaan-sediaan emulsi, serta memiliki tingkat reaktifitas yang rendah (Johansson, 2003).

Campuran suatu zat akan tetap mempertahankan sifat-sifat unsurnya. Oleh karena itu, suatu bahan kimia akan dipengaruhi oleh sifat, kegunaan, atau efek dari zat-zat yang menyusunnya. Kekuatan pengaruh sifat masing-masing zat bergantung pada kandungan zat dalam bahan yang bersangkutan. Banyak ragam bahan kimia yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Zat-zat yang ada dalam kehidupan kita sehari-hari kebanyakan tidak dalam keadaan murni, melainkan bercampur dengan dua atau lebih zat lainnya.

HLB adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara senyawa hidrofilik (suka air) dengan senyawa oleofilik (suka minyak). Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok senyawa yang suka air. Artinya, emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya. Kegunaan suatu emulgator ditinjau dari harga HLB-nya. Makin rendah nilai HLB suatu surfaktan maka akan makin lipofilsurfaktan tersebut, sedangkan makin tinggi nilai HLB surfaktan makin hidrofil.

B.     RUMUSAN MASALAH

1.      Apa pengertian dari surfaktan?

2.      Apa saja sifat-sifat surfaktan?

3.      Apa saja klasifikasi dari surfaktan dan apa contoh dari surfaktan?

4.      Bagaimana mekanisme kerja surfaktan?

5.      Apa saja struktur pembentuk dan bagaimana pembuatan surfaktan?

6.      Apa pengertian dari HLB dan bagaimana studi kasus dan penyelesaiannya?

7.      Bagaimana manfaat surfaktan dalam kehidupan?

C.    TUJUAN

Mengetahui pengertian, sifat-sifat, klasifikasi, mekanisme kerja, struktur pembentuk dan cara pembuatan, pengertian dari HLB, studi kasus dan penyelesaiannya mengenai surfaktan serta manfaat surfaktan dalam kehidupan.

D.    MANFAAT

1.      Memahami pengertian, sifat-sifat, klasifikasi, mekanisme kerja, struktur pembentuk dan cara pembuatan, pengertian dari HLB, studi kasus dan penyelesaiannya mengenai surfaktan serta manfaat surfaktan dalam kehidupan.

2.      Mengaplikasikan pemahaman mengenai surfaktan dalam bidang kefarmasian.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      PENGERTIAN SURFAKTAN

Surfaktan (surface active agent) merupakan molekul-molekul yang mengandung gugus hidrofilik (suka air) dan gugus lipofilik (suka minyak/lemak) pada molekul yang sama (Sheat dan Foster, 1997). Sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan. Aktifitas surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari molekulnya. Molekul surfaktan yang suka akan air (hidrofilik) merupakan bagian polar dan molekul yang suka akan minyak/lemak (lipofilik) merupakan bagian non polar. Bagian polar molekul surfaktan dapat bermuatan positif, negatif atau netral. Umumnya bagian non polar (lipofilik) merupakan rantai alkil yang panjang, sedangkan bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil.

Sifat rangkap ini yang menyebabkan surfaktan dapat diadsorbsi pada antar muka udara-air, minyak-air, dan zat padat-air, membentuk lapisan tunggal dimana gugus hidrofilik berada pada fase air dan rantai hidrokarbon ke udara, dalam kontak dengan zat padat ataupun terendam dalam fase minyak.

Didalam molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu. Demikian pula sebaliknya, bila gugus non polarnya lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu.

Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan suatu cairan dan diantarmuka fasa baik cair-gas maunpun cair-cair (Swasono, 2012). Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Tegangan permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya (Supriningsih, 2010).

B.     SIFAT-SIFAT SURFAKTAN

Surfaktan (surface active agent) adalah zat yang ditambahkan pada cairan untuk meningkatkan sifat penyebaran dengan menurunkan tegangan permukaan cairan. Kemampuan surfaktan dalam menurukan tegangan dikarenakan surfaktan memiliki struktur molekul amphiphatic yaitu mempunyai struktur molekul yang terdiri dari gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik. Sifat-sifat surfaktan yaitu dapat menurunkan tegangan permukaan, tegangan antar muka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispensi dan mengontrol jenis formulasinya baik oil in water (o/w) atau water in oil (w/o). Selain itu surfaktan akan terserap ke dalam permukaan partikel minyak atau air sebagai penghalang yang akan mengurangi atau menghambat penggabungan (coalescence) dari partikel yang terdispensi (Rieger, 1985).

Karakteristik utama surfaktan adalah pada aktivitas permukaannya. Surfaktan mampu meningkatkan kemampuan menurunkan tegangan permukaan dan antarmuka suatu cairan, meningkatkan kemampuan pembentukan emulsi minyak dalam air, mengubah kecepatan agregasi partikel terdispersi yaitu dengan menghambat dan mereduksi flokulasi dan penggabungan (coalescence) partikel yang terdispersi, sehingga kestabilan partikel yang terdispersi makin meningkat. Surfaktan mampu mempertahankan gelembung atau busa yang terbentuk lebih lama. Sebagai perbandingan gelembung atau busa yang terbentuk pada air yang dikocok hanya bertahan beberapa detik. Namun dengan menambahkan surfaktan maka gelembung atau busa tersebut bertahan lebih lama. Surfaktan merupakan komponen yang paling penting pada sistem pembersih, sehingga menjadi bahan utama pada deterjen.

C.    KLASIFIKASI SURFAKTAN DAN CONTOH SURFAKTAN

Klasifikasi surfaktan berdasarkan muatannya, yaitu:

1.      Surfaktan anionik

Yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion. Karakteristiknya yang hidrofilik disebabkan karena adanya gugus anionik yang cukup besar, biasanya gugus sulfat atau surfonat. Surfaktan ini memiliki kepala yang bermuatan negatif. Surfaktan jenis ini banyak digunakan pada industri laundri dan juga efektif dimanfaatkan dalam proses perbaikan atau perawatan tanah yang tercemar minyak dan senyawa hidrofobik lainnya.

Surfaktan ini dapat bereaksi dalam air cucian dengan ion air sadah bermuatan positif seperti kalsium dan magnesium. Reaksi ini menyebabkan deaktifasi parsial pada surfaktan. Semakin banyak ion kalsium atau magnesium di dalam air maka makin banyak pula surfaktan anionik yang akan dideaktifasi. Surfaktan anionik yang banyak digunakan adalah senyawa alkil sulfat, alkil etoksilat dan sabun. Contoh lainnya adalah garam alkana sulfonat, garam olefin sulfonat, garam sulfonat asam lemak rantai panjang.

2.      Surfaktan kationik

Yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation. Surfaktan ini memecah dalam media air, dengan bagian kepala bertindak sebagai pembawa sifat aktif permukaan. Surfaktan jenis ini memiliki kepala yang bermuatan positif di dalam air. Terdapat 3 kategori surfaktan kationik jika didasarkan pada spesifikasi aplikasinya, yakni:

a.       Pada industri pelembut dan deterjen, surfaktan kationik menyebabkan terjadinya kelembutan. Penggunaan utamanya adalah pada produk-produk laundri sebagai pelembut. Salah satu contoh surfaktan kationik adalah esterquat.

b.      Pada laundri deterjen, surfaktan kationik (muatan positif) meningkatkan packing molekul surfaktan anionik (muatan negatif) pada antarmuka air. Contoh surfaktan ini adalah surfaktan dari sistem mono alkil kuartener.

c.       Pada pembersih rumah dan kamar mandi, surfaktan kationik sebagai agen disinfektan.

3.      Surfaktan nonionik

Yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan, sehingga menjadi penghambat bagi dekativasi kesadahan air. Kebanyakan surfaktan nonionik berasal dari ester alkohol lemak. Contohnya ester gliserin asam lemak, ester sorbitan asam lemak, ester sukrosa asam lemak, polietilena alkil amina, glukamina, alkil poliglukosida, mono alkanol amina, dialkanol amina dan alkil amina oksida.

4.      Surfaktan amfoter/zwiterionik

Yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif. Ia dapat berupa anionik, kationik atau ninionik dalam suatu larutan tergantung pada pH air yang digunakan. Surfaktan ini bisa terdiri dari dua gugus muatan dengan tanda yang berbeda. Contohnya surfaktan yang mengandung asam amino, betain, fosfobetain.

5.      Surfaktan alkanolamida

Amida adalah turunan asam karboksilat yang paling tidak reaktif, karena itu golongan senyawa ini banyak terdapat di alam. Amida yang terpenting adalah protein. Amida dapat bereaksi dengan asam dan reaksi ini tidak membentuk garam karena amida merupakan basa yang sangat lemah. Selain itu senyawa amida merupakan nukleofilik yang lemah dan bereaksi sangat lambat dengan alkil halida. Amida asam lemak pada industri oleokimia dapat dibuat dengan mereaksikan amina dengan trigliserida, asam lemak atau metil ester asam lemak.

Senyawa amina yang digunakan dalam reaksi amidasi sangat bervariasi seperti etanolamina dan dietanolamina, yang dibuat dengan mereaksikan amonia dengan etilen oksida. Alkanolamina seperti etanolamina, jika direaksikan dengan asam lemak akan membentuk suatu alkanolamida dan melepaskan air. Alkanolamida merupakan kelompok surfaktan nonionik yang berkembang dengan pesat.

Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.

1.    Surfaktan yang larut dalam minyak

Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon.

2.    Surfaktan yang larut dalam pelarut air

Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.

Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.

Salah satu contoh surfaktan yaitu biosurfaktan. Biosurfaktan adalah surfakatan biodegrdable, dapat di golongkan menjadi dua di dasarkan kepada sumber bahan baku yang di gunakan. Golongan pertama adalah surfaktan yang di hasilakan dari metabolisme sela mikroorgaisme. Golongan dua di dapatkan dari bahan alam melalui proses kimia sebagai contoh MES (metil ester sulfonat) dan ester karbohiodarat.

Mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk melakukan metabolisme dan menghasilkan produk metabolit sekunder. Metabolit sekunder merupakan produk yang tidak berhubungan langsung pada proses perkembangan biakansel. Mikroorganisme yang di tumbuhkan pada substrat yang bersifat hidrofilik seperti hidrikarbon, akan membangkitkan sistem metabolisme sel untuk menghasilakan suatu zat yang dapat menguraikan hidrokarbon atau merubahnya menjadi komponen lain sehingga dapat masuk ke dalam sel melalui dinding sel, dengan cara mengatur  jalur metabolisme melalui pembentukan enzim tertentu yang dapat mengkatalis reaksi pembentukan metabolit yang bersifat ampifilik, sehingga perkembangan biakan sel dapat berlangsung. Kemampuan sel untuk mengahsilan metabolit sekunder ini di manfaatkan oleh kita untuk menghasikan produk yang di inginkan sebagai contoh adalah surfaktan.

1.      Biosurfaktan dari mikroorganisme

Mikroorganisme melakukan metabolisme dan menghasilkan produk intra dan ekstra seluler. Produk intra seluler digunakan oleh sel untuk tumbuh dan berkembang biak memperbanyak sel. Produk ekstra seluler adalah spesifik untuk setiap spesies atau strain mikroorganisme. Produk ekstra seluler merupakan suatu zat yang digunakan untuk mempertahankan kelangsungan hidup sel. Dua senyawa biosurfaktan telah diketahui yaitu senyawa gabungan peptide dan lipida yang disebut lipopeptida dan Rhamnolipida. Rhamnolipida adalah senyawa gabungan karbohidrat dan lipida. Lipopeptida adalah gabungan molekul lipida (minyak atau lemak) yang bergandengan dengan peptide (protein). Beberapa lipopeptida telah digunakan sebagai antibiotik, anti jamur dan bioaktif hemolitik. Contoh lipopeptida adalah Surfactin. Surfactin adalah surfaktan yang sangat kuat digunakan sebagai antibiotik. Lebih jauh lipopeptida dan Rhamnolipida merupakan antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri gram positif pembentuk endospora seperti bakteri Bacillus subtilis.

Selain bersifat antibiotik, surfaktin juga bersifat anti jamur, anti mikoplasma dan mempunyai aktifitas hemolitik. Struktur surfactin terdiri dari rantai peptide disusun oleh tujuh macam asam amino (L-asam aspartat, L-leucine, asam glutamate, L-Leucine, L-valin dan dua D-Leucines). Peptida bersifat hidropilik. Gugus hidropobik dalam surfaktin adalah rantai alkil dari asam lemak yang mempunyai 13 atom karbon. Surfaktin sama dengaN surfaktan lain dapat menurunkan tegangan permukaan air dari 72 mN/m sampai dengan 27 mN/m pada konsentrasi surfaktin 20 μM.

Contoh lain biosurfaktan adalah Daptomicin. Daptomicin juga masuk dalam golongan surfaktan lipopeptida dan juga bersifat sebagai antibiotik yang mampu membunuh mikroorganisme gram positif. Mikroorganisme penghasil Daptomicin adalah mikroorganisme dalam tanah yaitu Sterptomyces roseorporus. Daptomicin sudah diproduksi secara komersial oleh Cubist Phamaceutical dengan nama dagang Cubicin. Struktur kimia Daptomisin dapat dilihat pada Gambar 4. Dengan rumus molekul Daptomicin adalah (C72H101N17O25) dengan berat molekul 1619,7086 gram/mol.

Potensi Rhamnolipid sebagai surfaktan sangat menjanjikan karena surfaktan ini masuk ke dalam surfaktan untuk kosmetik sebagai moisturizer, shampoo dan sebagai bahan aditif pelumas. Rhamnolipid juga bersifat anti bakteri, juga dapat digunakan dalam pengolahan limbah minyak bumi dalam proses bioremediasi. Rhamnolipid mempunyai kemampuan mendegradasi hidrokarbon dan minyak nabati. Rhamnolipid juga sebagai sumber Rhamnose adalah gula monosakarida yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Jenis biosurfaktan lainnya dari produk metabolisme mikroorganisme adalah Sophorolipids dan Mannose-erythritol lipids.

Produksi biosurfaktan skala industri dari mikroorganisme masih banyak hambatan terutama dalam proses pembesaran kapasitas produksi. Untuk menuju ke produksi skala industri ada beberapa hambatan yang harus dieleminasi diantaranya inovasi teknologi pemisahan dan pemurnian produk. Masalah utama proses produksi biosurfaktan dari mikroorganisme adalah waktu produksi sangat lambat (14-72) jam.

2.      Biosurfaktan dari minyak nabati

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, surfaktan adalah suatu senyawa yang disusun oleh gugus hidropilik dan gugus hidropobik. Minyak nabati dapat dijadikan bahan baku surfaktan melalui reaksi hidrolisis menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. Asam lemak bebas selanjutnya direaksikan dengan methanol atau alkohol menghasilkan metil ester. Metil ester direaksikan lebih lanjut dengan asam sulfat menghasilkan metil ester sulfat atau MES. Metil ester sulfonat sudah diproduksi dan sudah masuk ke pasar komersial. Asam lemak bebas yang dihasilkan dari hidrolisis minyak sawit adalah asam palmitat, asam stearat, asam oleat adalah asam lemak bebas yang dapat direaksikan dengan senyawa yang mempunyai gugus hidrofilik seperti golongan alkohol (methanol, etanol) untuk menghasilkan ester. Reaksi esterifikasi terjadi melalui gugus karboksilat dari asam lemak bebas dan gugus hidroksil dari senyawa hidropilik alkohol. Asam lemak bebas menyumbangkan rantai hidropobik alkil dan senyawa hidrofilik menyumbangkan gugus hidrofilik sehingga membentuk senyawa baru yang mempunyai gugus hidropobik dan hidrofilik dalam satu molekul.

3.      Biosurfaktan dari selulosa/karbohidrat

Ester dapat disintesisi dari asam karboksilat dan karbohidrat. Karbohidrat dapat diperoleh dari tanaman baik tanaman darat maupun laut. Karbohidrat yang terkandung di dalam makro alga (tanaman laut) mempunyai struktur yang mirip dengan karbohidrat tanaman darat tetapi ada perbedaan gugus fungsi yang terikat pada atom C nomer 6 pada setiap mosakarida. Struktur karbohidrat tanaman laut (makro alga) hiau, perang dan coklat. Surfaktan ester karbohidrat dikenal sebagai emulsifier, wetting agent, stabilizer, detergen dan dispersan. Selanjutnya kegunaan surfaktan sebagai zat penuruan tegangan permukaan ditentukan oleh sifat sifat fisis dan kimia surfaktan tersebut. Oleh karena itu sangat penting untuk menentukan karakteristik surfaktan sebelum menggunakannya dalam berbagai bidang.

D.    MEKANISME KERJA SURFAKTAN

Cara kerja dari surfaktan sangatlah unik karena bagian yang hidrofilik akan masuk kedalam larutan yang polar dan bagian yang hirdrofilik akan masuk kedalam bagian yang non polar sehingga surfaktan dapat menggabungkan (walaupun sebenarnya tidak bergabung) kedua senyawa yang seharusnya tidak dapat bergabung tersebut. Namun semua tergantung pada komposisi dari komposisi dari surfaktan tersebut. Jika bagian hidrofilik lebih dominan dari hidrofobik maka ia akan melarut kedalam air, sedangkan jika ia lebih banyak bagian hidrofobiknya maka ia akan melarut dalam lemak dan keduanya tidak dapat berfungsi sebagai surfaktan. Bagian liofilik molekul surfaktan adalah bagian nonpolar, biasanya terdiri dari persenyawaan hidrokarbon aromatik atau kombinasinya, baik jenuh maupun tidak jenuh. Bagian hidrofilik merupakan bagian polar dari molekul, seperti gugusan sulfonat, karboksilat, ammonium kuartener, hidroksil, amina bebas, eter, ester, amida.Biasanya, perbandingan bagian hidrofilik dan liofilik dapat diberi angka yang disebutkeseimbangan Hidrofilik dan Liofilik yang disingkat KHL, dari surfaktan.

Pada aplikasinya sebagai bahan pembersih untuk material kain, tanah dan sejenisnya, surfaktan dapat bekerja melalui tiga cara yang berbeda, yakni roll up, emulsifikasi dan solubilisasi.

a.       Roll up

Pada mekanisme ini, surfaktan bekerja dengan menurunkan tegangan antarmuka antara minyak dengan kain atau material lain yang terjadi dalam larutan berair.

b.      Emulsifikasi

Pada mekanisme ini surfaktanmenurunkan tegangan antarmuka minyak-larutan dan menyebabkan proses emulsifikasi terjadi.

c.       Solubilisasi

Melalui interaksi dengan misel dari surfaktan dalam air (pelarut), senyawa secara simultan terlarut dan membentuk larutan yang stabil dan jernih.

E.     STRUKTUR PEMBENTUK DAN PEMBUATAN SURFAKTAN

Surfaktan (surfactant = surface active agent) adalah zat seperti detergen yang ditambahkan pada cairan utuk meningkatkan sifat penyebaran atau pembasahan dengan menurunkan tegangan permukaan caira khususnya air. Sufaktan mempunyai struktur molekul yang terdiri dari gugus hydrophobic dan hydrophilic. Gugus hydrophobic merupakan gugus yang sedikit tertarik/menolak air sedangkan gugus hydrophilic tertarik kuat pada molekul air. Sturktur ini disebut juga dengan struktur amphipatic. Adanya dua gugus ini menyebabkan penurunan tegangan muka dipermukaan cairan. Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air, sedangkan gugus lipofilik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Didalam molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu. Demikian pula sebaliknya, bila gugus non polarnya lebih dominan, maka molekul molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu.

Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Tegangan permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya (Genaro, 1990).

F.     APLIKASI PENETAPAN HLB BUTUH

HLB (Hydrophile Lipophile Balance) adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara senyawa hidrofilik (suka air) dengan senyawa oleofilik (suka minyak). HLB merupakan keseimbangan lipofil dan hidrofil dari suatu surface active dari molekul surfaktan. Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok senyawa yang suka air. Artinya, emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya. Kegunaan suatu emulgator ditinjau dari harga HLB-nya. Makin rendah nilai HLB suatu surfaktan maka akan makin lipofilsurfaktan tersebut, sedangkan makin tinggi nilai HLB surfaktan makin hidrofil.

Kegunaan emulgator ditinjau dari harga HLB nya adalah seperti pada tabel dibawah ini.

Nilai HLB	Deskripsi
1-3	Anti Foaming Agent
4-6	Emulgator tipe W/O
7-9	Bahan Pembasah
8-18	Emulgator tipe O/W
13-15	Detergen
10-18	Kelarutan (Solubilizing Agent)

Rumus I

A % b = ((x – HLB b)/ HLB a – HLB b) x 100 %

B % a = ( 100% – A%)

Keterangan :
x = Harga HLB yang diminta (HLB Butuh)
A = Harga HLB tinggi
B = Harga HLB rendah

Rumus II

(B1 x HLB1) + (B2 x HLB2) = (B campuran x HLB campuran)

Tabel di bawah ini menunjukkan pendekatan nilai HLB untuk surfaktan sebagai fungsi kelarutan dalam air.

Kelarutan di Air	Nilai HLB	Deskripsi
Tak larut	4 – 5	Pengemulsi W/O
Terdispersi sedikit (seperti susu)	6 – 9	Agen pembasah
Tembus cahaya sampai jernih	10 – 12	Deterjen
Sangat larut	13 – 18	Pengemulsi O/W

Terdapat dua jenis utama emulsi pada sistem HLB, yakni minyak dalam air (O/W) dan air dalam minyak (W/O). Fasa O/W merupakan fasa kontinyu. Bancroft mempostulatkan jika terdapat campuran antara dua fasa dengan keberadaan surfaktan, maka pengemulsi membentuk fasa ketiga sebagai film pada antarmuka diantara dua fasa yang bercampur bersama. Pada proses emulsifikasi dengan menggunakan kombinasi beberapa pengemulsi maka hilai HLB dihitung menggunakan persamaan:

HLB rata-rata = X₁ HLB₁ + X₂ HLB₂

dimana X₁ dan X₂  merupakan fraksi berat surfaktan 1 dan 2 sementara HLB₁ dan HLB₂ adalah harga individu HLB surfaktan 1 dan 2.

Nilai masing-masing HLB surfaktan ditampilkan pada tabel dibawah ini.

 

Contoh kasus:                  

Pada pembuatan 100ml emulsi tipe m/a diperlukan emulgator dengan harga HLB 10 , sebagai emulgator dipakai campuran span 60 (HLB 4,7) dan tween 60 (HLB 14,9) sebanyak 4 gram, berapa gram masing-masing span 60 dengan tween 60 yang harus ditambahkan?

Penyelesaian :

Rumus 1

A % b =  ( X – HLB b )   ×  100 %

               HLB a  - HLB b 

Keterangan :

X = harga HLB yang diminta ( HLB butuh )

a = harga HLB tinggi

b = harga HLB rendah

% tween = 10 – 4,7          ×  100 %

                      14,9 – 4,7

                  = 51,96 % ~ 52 %

                  = 52   × 4 gram

                    100

                  = 2 , 08

% span    100 % -  52 % = 48 %

                =  48   ×  4 gram

                   100

                =  1,92

Rumus  2

( B1 × HLB1 ) + (B2 × HLB2 ) = ( B campuran × HLB campuran )

B = Berat Emulgator

Misalnya    Berat tween = X

                     Berat span = 4 – X

( X × 14,9 ) + ( 4 – X ) × 4,7 = 4 × 10

14,9 X  +  18,8 – 4,7              = 40

10, 2 X                                   = 40 – 18,8

X = 21,2  =  2,08 ( tween )

       10,2

Berat span = 4 – 2,08

                      = 1,92

G.    MANFAAT SURFAKTAN DALAM KEHIDUPAN

Di bidang Farmasi sendiri Surfaktan berpengaruh pada sediaan cair suspensi yaitu pada system dispersi dan flokulasi. Dalam suspensi, dispersi partikel padatan dalam suatu larutan dimana padatan tersebut bersifat tidak larut maka distabilkan dengan menggunakan lapisan surfaktan ( suspending agent ) pada antar muka antara dua fasa yang menghasilkan pembatas elektrik sehingga mencegah bersatunya partikel-partikel padatan yang terdispersi. Dispersi merupakan keadaan yang tidak larut suatu bahan dan seolah-olah bercampur. Metode dispersi merupakan salah satu metode pembuatan suspensi. Dan surfaktan berfungsi menurunkan tegangan permukaan antar partikel zat padat dengan cairan atau larutan tersebut (Syamsuni, 2006).

Surfaktan memiliki gugus  hidrofilik  (biasa disebut bagian kepala, dan yang suka air) dan  hidrofobik (yang disebut bagian ekor, yang tidak suka air).  Sifat  surfaktan  inilah, sehingga surfaktan  dapat digunakan sebagai bahan penggumpal, pembusaan, dan  emusifier oleh industri farmasi, kosmetik, kimia, pertanian dan pangan serta industri produk perawatan diri (personal care product). Perkembangan industri kosmetik, detergen, produk-produk perawatan diri (personal care) semakin meningkat. Dimana meningkatnya produk-produk tersebut mengakibatkan kebutuhan bahan aktif seperti surfaktan meningkat pula.

Detergen berasal dari bahasa latin yaitu detergere yang berarti membersihkan. Detergen merupakan penyempurnaan dari produk sabun. Detergen sering disebut dengan istilah detergen sintetis yang mana detergen berasal dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan produk terdahulu yaitu sabun, detergen mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak berpengaruh terhadap kesadahan air.

Kebutuhan detergen meningkat dengan adanya dua kelemahan sabun. Pertaman, sabun merupakan garam dari asam lemah, arutannya agak basa karena adanya hidrolisis parsial. Masaah kedua ialah bahwa sabun biasa membentuk garam dalam air sadah yang mengandung kation logam-logam tertentu seperti Ca, Mg, Fe, dan kation-kation tersebut menyebabkan garam-garam natrium atau kalium dari asam karboksilat yang semula larut menjadi garam-garam karboksilat yang tidak larutmengakibatkan warna cokelat pada pakaian. Masalah sabun dapat dapat dikurangi dengan menciptakan detergen.

Kosmetik dan personal care merupakan suatu kebutuhan bagi konsumen, mulai dari remaja sampai yang tua dimana mempunyai fungsi masing-masing. Secara umum kosmetik dan personal tersebut memberikan manfaat sebagai Pembersih (rambut & kulit), Perlindungan kulit,  penahan air, Penghilang bau. Sebagai pengguna konsumen, tentunya menilai produk dari segi warna, bau, tekstur, keamanan, dan aplikasi produk itu sendiri.  Salah satu dari penentuan faktor-faktor produk itu berkualitas adalah dari penggunaan surfaktan.

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

Surfaktan (surface active agent) merupakan molekul-molekul yang mengandung gugus hidrofilik (suka air) dan gugus lipofilik (suka minyak/lemak) pada molekul yang sama. Sifat-sifat surfaktan yaitu dapat menurunkan tegangan permukaan, tegangan antar muka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispensi dan mengontrol jenis formulasinya baik oil in water (o/w) atau water in oil (w/o). Selain itu surfaktan akan terserap ke dalam permukaan partikel minyak atau air sebagai penghalang yang akan mengurangi atau menghambat penggabungan (coalescence) dari partikel yang terdispensi. Klasifikasi surfaktan berdasarkan muatannya, yaitu:

a. Surfaktan anionik

b. Surfaktan kationik

c. Surfaktan nonionik

d. Surfaktan amfoter/zwiterionik

e. Surfaktan alkanolamida

Mekanisme kerja dari surfaktan sangatlah unik karena bagian yang hidrofilik akan masuk kedalam larutan yang polar dan bagian yang hirdrofilik akan masuk kedalam bagian yang non polar sehingga surfaktan dapat menggabungkan (walaupun sebenarnya tidak bergabung) kedua senyawa yang seharusnya tidak dapat bergabung tersebut. Sufaktan mempunyai struktur molekul yang terdiri dari gugus hydrophobic dan hydrophilic. Gugus hydrophobic merupakan gugus yang sedikit tertarik/menolak air sedangkan gugus hydrophilic tertarik kuat pada molekul air. Sturktur ini disebut juga dengan struktur amphipatic. HLB (Hydrophile Lipophile Balance) adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara senyawa hidrofilik (suka air) dengan senyawa oleofilik (suka minyak). HLB merupakan keseimbangan lipofil dan hidrofil dari suatu surface active dari molekul surfaktan. Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok senyawa yang suka air. Artinya, emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya. Kegunaan suatu emulgator ditinjau dari harga HLB-nya. Makin rendah nilai HLB suatu surfaktan maka akan makin lipofilsurfaktan tersebut, sedangkan makin tinggi nilai HLB surfaktan makin hidrofil. Di bidang Farmasi sendiri Surfaktan berpengaruh pada sediaan cair suspensi yaitu pada system dispersi dan flokulasi. Dalam suspensi, dispersi partikel padatan dalam suatu larutan dimana padatan tersebut bersifat tidak larut maka distabilkan dengan menggunakan lapisan surfaktan ( suspending agent ) pada antar muka antara dua fasa yang menghasilkan pembatas elektrik sehingga mencegah bersatunya partikel-partikel padatan yang terdispersi.

B.     SARAN

Menyadari bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, kedepannya penulis akan lebih fokus dan details dalam menjelaskan tentang makalah di atas dengan sumber–sumber yang lebih banyak yang tentunya dapat di pertanggungjawabkan.

Untuk saran bisa berisi kritik atau saran terhadap penulisan juga bisa untuk menanggapi terhadap kesimpulan dari bahasan makalah yang telah di jelaskan. Selanjutnya kami sebagai penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca, demi kebaikan makalah ini kedepannya.

DAFTAR PUSTAKA 

Gennaro, A.R., 1990. Remingtons Pharmaceuticals Sciences, 18th  ed., Mack Publ. Co, Easton.

Gervajio, G. C., 2005. Fatty acids and derivatives from coconut oil. In: Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc.

Rieger, M. M. 1985. Surfactant in Cosmetics : Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc. New York. 

Sheats, W. Brad dan Norman C. Foster. 1997. Concentrated Products from Methyl Ester Sulfonates. (http://www.chemiton.com/papers_brochures/Concentrated_Products.do.pdf)

Supriningsih, Dwi. 2010. Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) sebagai surfaktan untuk Enhanced Oil Recovery (EOR). Jakarta : Universitas Indonesia.

Swasono, A.W.P., Sianturi, P.D.E. dan Masyithah, Z., 2012. Sintesis Surfaktan Alkil Poliglikosida dari Glukosa dan Dodekanol dengan Katalis Asam.  Jurnal Teknik Kimia USU, 1, 1, 5-9.

Syamsuni, H. A. 2006. Ilmu Resep. Penerbit Buku Kedokteran: EGC. Jakarta.