Studi Stabilitas Dipercepat untuk Memperkirakan Waktu Kadaluarsa

Dalam bidang farmasi atau makanan seringkali kita mendengar istilah waktu kadaluarsa yaitu batas waktu di mana suatu produk obat/makanan masih dijamin kualitasnya oleh produsen pada kondisi penyimpanan yang direkomendasikan.

Untuk menghitung lamanya waktu kadaluarsa metode yang paling tepat digunakan adalah real time stability test. Prinsip real time stability test sangat sederhana yaitu melakukan pengukuran (testing) parameter-paramter yang mencirikan kualitas suatu produk (misal : konsentrasi zat aktif, pH, bilangan peroksida, cemaran mikroba, dan aktivitas antioksidan) pada sekelompok retained sample (sampel pertinggal) yang disimpan pada kondisi penyimpanan yang direkomendasikan oleh pabrik (biasanya kondisi penyimpanan yang paling stabil) sampai waktu tertentu di mana kualitas produk tersebut tepat mulai mengalami penurunan. Meskipun akurat, namun kelemahan real time stability test adalah memerlukan waktu yang lama (bisa bertahun-tahun untuk suatu produk obat yang dibuat dalam bentuk tablet dan dikemas dalam strip atau blister yang kedap udara). Oleh karena itu, diperlukan metode lain yang dapat memberikan hasil yang cukup akurat dan relatif cepat (meskipun nantinya juga harus dikonfirmasi dengan real time stability test) yaitu accelerated stability test.

Prinsip accelerated stability test sedikit lebih rumit karena melibatkan beberapa seri percobaan yaitu:

1. Melakukan pengujian parameter kualitas dari suatu produk, misal kadar zat aktif selama waktu-waktu tertentu pada suhu yang lebih tinggi dari suhu penyimpanan biasa (kita tahu bahwa kenaikan suhu meningkatkan kecepatan reaksi). Minimal percobaan ini dilakukan dalam tiga suhu yang berbeda (misal 50, 70, dan 90 derajat C).
2. Pada akhir percobaan akan diperoleh data kadar zat aktif  yang tersisa (hanya salah satu contoh) pada waktu-waktu tertentu pada setiap kondisi percobaan (pada setiap suhu percobaan). Berdasarkan data ini dapat dilakukan pemodelan kinetika reaksi (umunya digunakan kinetika orde pertama tergantung pada jenis reaksi kimiawi yang terjadi atau tergantung pola data) sehingga akan diperoleh model-model kinetika reaksi pada masing-masing suhu percobaan. Contoh model umum kinetika orde pertama:$$ \ln {C} = \ln {C_0} - kt $$
3. Berdasarkan data konstanta kecepatan reaksi (k) yang diperoleh dari masing-masing suhu percobaan, dapat dilakukan pendugaan/estimasi nilai k pada suhu kamar menggunakan persamaan Arrhenius: $$ \ln{k} = \ln{A} -\frac {E_a} {RT}$$.

Untuk mempermudah pemahaman, berikut ini diberikan suatu contoh:

Sekelompok mahasiswa melakukan studi stabilitas larutan aspirin dalam air menggunakan metode accelerated stability test pada suhu 50, 70, dan 90 derjat C di dalam tiga buah penangas air yang berbeda. Pada masing-masing penangas air, diletakkan 7 buah tabung reaksi berisi larutan aspirin dengan konsentrasi yang sama dan pada waktu ke- 0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 menit dilakukan pengambilan 1 tabung reaksi sebagai sampel mulai dari tabung pertama sampai tabung ke-7. Reaksi dihentikan dengan menempatkan tabung reaksi ke dalam penangas es sampai proses sampling selesai dilakukan. Selanjutnya dilakukan penetapan kadar aspirin pada masing-masing sampel sehingga pada akhir percobaan diperoleh data:

Pemodelan kecepatan degradasi obat pada suhu 323 K, 333 K, dan 343 K

Model Arrhenius antara 1/T vs ln k

Pada suhu kamar (300 K) nilai konstanta kecepatan degradasi obat dapat dihitung yaitu 0,0175 /menit. Maka dapat diketahui berapa waktu kadaluarsa aspirin (t90) di dalam air yaitu: 6,01 menit.