Studi Stabilitas

Studi stabilitas umumnya dilakukan untuk mengetahui lama simpan suatu produk makanan, minuman, atau obat. Namun, dapat juga dilakukan untuk mengetahui mekanisme degradasi suatu produk (misal. obat) atau mengetahui efektivitas suatu agen penstabil yang ditambahkan dalam formulasi.
Prinsipnya, studi stabilitas memanfaatkan hubungan antara parameter kimiawi, fisik, atau mikrobiologi terhadap waktu. Umumnya, parameter kimiawi lebih disukai karena pengamatan dapat dilakukan dengan lebih mudah dibandingkan dengan parameter lainnya. Berikut ini adalah contoh kinetika degrasi orde pertama.

Waktu kadaluarsa ditetapkan sebagai waktu di mana konsentrasi suatu produk menjadi 90% dari konsentrasi awalnya atau telah rusak 10%, maka waktu kadaluarsa dapat ditetapkan sebagai :
$$ t_{90} = \frac{0,105}{k} $$

Apabila data konsentrasi pada waktu tertentu dan kondisi penyimpanan tertentu dapat ditentukan, maka dapat dilakukan estimasi waktu kadaluarsa menggunakan persamaan di atas.

Bagaimana Merancang Studi Stabilitas Sederhana

Untuk membuat rancangan penelitian studi stabilitas yang baik, sebaiknya dimulai dari pertanyaan penelitian misalnya dalam suatu formulasi, kita menambahkan suatu agen penstabil, dan ingin melihat efektivitas agen penstabil tersebut. Maka pertanyaan penelitian adalah:

"Apakah agen penstabil mampu meningkatkan stabilitas formula?"

Untuk menjawab ini maka dimulailah desain eksperimen. Desain eksperimen yang paling sederhana adalah membandingkan dua beberapa formula yaitu kontrol negatif (tanpa agen penstabil) dan uji (sampel dengan agen penstabil yang diteliti). Selanjutnya, dilakukan pengukuran parameter stabilitas awal yang diteruskan dengan pemberian perlakuan tertentu (stress test, misalnya suhu tinggi selama waktu tertentu) dan dilakukan pengukuran parameter stabilitas akhir (setelah stress test).

Contoh konkrit. Seorang mahasiswa ingin membuktikan bahwa suatu agen penstabil mampu mempertahankan aktivitas antioksidan suatu ekstrak tanaman. Untuk menjawab permasalahan ini dibuatlah 2 (dua) buah kelompok sampel yaitu :
1. ekstrak tanaman + agen penstabil yang diuji. [1:1,v/v]
2. ekstrak tanaman + pelarut (metanol) [1:1v/v]

di mana konsentrasi ekstrak tanaman dalam ketiga sampel adalah sama.

sampel tersebut dibagi menjadi dua bagian sama banyak, bagian pertama langsung diukur aktivitas antioksidannya sedangkan bagian kedua diberi perlakuan yang sama yaitu diinkubasi pada suhu 70 derajat C selama 3 jam kemudian dilakukan pengukuran aktivitas antioksidan (metode DPPH)

Maka di akhir percobaan akan diperoleh aktivitas antioksidan (%penghambatan radikal) sebelum dan sesudah stress test.

Maka di akhir percobaan akan diperoleh aktivitas antioksidan (%penghambatan radikal) sebelum dan sesudah stress test (data simulasi)

Untuk mempermudah interpretasi data, dapat dilakukan visualisasi sebagai berikut:

Secara visual terlihat bahwa nilai %inhibisi sebelum dilakukan stress test ada pada kisaran 5% dan tidak terlihat perbedaan yang bermakna antara sampel 1 (ekstrak + metanol) dan 2 (ekstrak + agen penstabil).  Setelah dilakukan stress test, dapat dilihat bahwa ekstrak yang diberi penstabil (S2) tidak mengalami perubahan aktivitas antioksidan yang bermakna sedangkan ekstrak tanpa penstabil (S1) mengalami penurunan yang cukup drastis. Setelah dilakukan uji formal dengan paired t-test terhadap data sebelum dan sesudah perlakuan, didapati bahwa penurunan aktivitas antioksidan pada ekstrak tanpa penstabil signifikan secara statistik (p<0,05) sedangkan penurunan aktivitas antioksidan pada ekstrak dengan penstabil tidak signifikan secara statistik (p>0,05). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa agen penstabil yang diberikan mampu menjaga aktivitas antioksidan dari ekstrak pada suhu 70 derajat C selama 3 jam.