Mengapa Formula Perlu Diuji pada Lebih dari Satu Prototype?

Formula pertama yang memenuhi target belum tentu merupakan formula terbaik. Mengembangkan beberapa prototype memungkinkan peneliti membandingkan stabilitas, performa, sensori, dan ketahanan proses sebelum menentukan kandidat yang paling layak dikembangkan lebih jauh.

Dalam pengembangan kosmetik, ada momen yang terasa melegakan ketika sebuah formula pertama kali terlihat berhasil. Emulsi terbentuk sempurna, teksturnya sesuai harapan, pH berada dalam rentang target, warna menarik, dan produk terasa nyaman ketika diaplikasikan.

Namun, tim R&D biasanya tidak berhenti di sana. Formula tersebut masih merupakan prototype, yakni versi eksperimental yang perlu dibandingkan dengan beberapa alternatif sebelum dipilih sebagai kandidat untuk tahap pengembangan berikutnya.

Alasannya sederhana. Sebuah formula dapat terlihat sangat baik segera setelah dibuat, tetapi memiliki kelemahan yang baru muncul ketika diuji lebih jauh. Formula lain mungkin terasa sedikit kurang menarik pada pengamatan awal, tetapi justru lebih stabil, lebih mudah diproduksi, atau lebih mampu menghadapi variasi bahan baku.

Karena itu, membuat beberapa prototype bukan berarti formulator belum mengetahui apa yang sedang dikerjakan. Pendekatan tersebut justru memberikan kesempatan untuk memahami pilihan formulasi sebelum perusahaan menginvestasikan lebih banyak waktu dan sumber daya pada satu kandidat.

Baca Juga: Bagaimana Design of Experiments [DoE] Mengurangi Trial and Error dalam Formulasi?

Prototype Membantu Peneliti Membandingkan Lebih dari Sekadar Tekstur

Pada tahap awal pengembangan, beberapa prototype dapat dibuat dengan perbedaan yang sengaja dirancang. Konsentrasi emulsifier dapat sedikit diubah, jenis pengental dibandingkan, rasio fase minyak disesuaikan, atau sistem bahan aktif dibuat dalam beberapa alternatif.

Perubahan tersebut harus memiliki tujuan yang jelas. Setiap prototype pada dasarnya merupakan eksperimen yang membantu menjawab pertanyaan mengenai bagaimana formula berperilaku ketika variabel tertentu berubah.

Misalnya, tiga prototype pelembap sama-sama memiliki pH dan penampilan yang sesuai. Namun, prototype A memberikan sensasi paling ringan, prototype B memiliki struktur emulsi yang lebih stabil, sedangkan prototype C menunjukkan karakter reologi yang lebih sesuai dengan kemasan pompa yang direncanakan.

Jika tim hanya membuat satu formula, informasi pembanding tersebut tidak tersedia.

Evaluasi kemudian dapat dilakukan melalui berbagai parameter. Selain pH dan viskositas, laboratorium dapat mengamati homogenitas, perubahan warna dan aroma, karakter reologi, ukuran droplet atau partikel ketika relevan, serta perilaku produk dalam pengujian stabilitas awal.

Aspek sensorik juga penting. Formula yang secara teknis sangat stabil belum tentu memberikan pengalaman penggunaan yang sesuai dengan target produk. Spreadability, rasa lengket, kecepatan menyerap, after-feel, dan penampilan pada kulit dapat menjadi bagian dari proses seleksi kandidat.

Pada tahap ini, formula terbaik tidak selalu berarti formula dengan nilai tertinggi pada satu parameter. Tim pengembangan mencari keseimbangan di antara berbagai Critical Quality Attributes [CQA] yang telah ditetapkan berdasarkan karakter produk yang ingin dicapai.

Pendekatan seperti ini sejalan dengan prinsip Quality by Design [QbD], yang mendorong pengembangan produk berdasarkan pemahaman hubungan antara bahan, proses, dan atribut mutu. Dalam kerangka tersebut, variasi antarkandidat justru membantu peneliti mengenali faktor yang paling menentukan keberhasilan formula.

Pengembangan beberapa prototype juga dapat dipadukan dengan Design of Experiments [DoE]. Alih-alih membuat variasi secara acak, kombinasi formula dirancang secara sistematis sehingga setiap percobaan menghasilkan informasi mengenai pengaruh maupun interaksi antarvariabel.

Baca Juga: Bagaimana Quality by Design [QbD] Mulai Mengubah Cara Formula Kosmetik Dikembangkan?

Kandidat Terbaik Harus Bertahan Ketika Kondisinya Tidak Lagi Ideal

Salah satu alasan terpenting mengapa beberapa prototype perlu dibandingkan adalah karena kondisi laboratorium tidak selalu mencerminkan seluruh tantangan yang akan dihadapi produk.

Formula yang baru selesai dibuat berada dalam kondisi yang relatif ideal. Bahan bakunya terkontrol, proses dilakukan dalam skala kecil, dan peneliti dapat mengawasi setiap tahap dengan sangat dekat. Tantangan sebenarnya mulai terlihat ketika formula menjalani pengujian lebih lanjut.

Produk akan menghadapi perubahan suhu, waktu penyimpanan, interaksi dengan kemasan, hingga proses scale-up. Pada tahap produksi, karakter pencampuran dan perpindahan panas juga dapat berbeda dibandingkan ketika formula dibuat dalam jumlah beberapa ratus gram di laboratorium.

Karena itu, kandidat yang dipilih idealnya bukan hanya formula yang menghasilkan karakter paling menarik pada hari pertama, tetapi formula yang cukup robust menghadapi variasi yang masih mungkin terjadi.

Di sinilah data dari prototype yang gagal tetap memiliki nilai. Jika satu kandidat mengalami pemisahan fase pada suhu tinggi sedangkan kandidat lain tetap stabil, peneliti memperoleh petunjuk mengenai sistem mana yang memiliki toleransi lebih baik terhadap tekanan penyimpanan. Jika satu formula mengalami perubahan viskositas drastis setelah beberapa siklus suhu, hasil tersebut membantu menunjukkan batas sistem yang sedang dikembangkan.

Proses seleksi juga dapat menghindarkan perusahaan dari keputusan yang terlalu dini. Memilih formula hanya karena memiliki tekstur terbaik tanpa mempertimbangkan stabilitas, ketersediaan bahan, kemudahan manufaktur, biaya, dan kompatibilitas kemasan dapat menimbulkan kebutuhan reformulasi ketika proyek sudah berjalan jauh.

Karena itu, konsep prototype screening memiliki fungsi strategis. Beberapa kandidat dibandingkan menggunakan kriteria yang telah ditetapkan, kemudian kandidat dengan profil paling menjanjikan dibawa menuju pengujian yang lebih komprehensif.

Jumlah prototype yang diperlukan tentu tidak memiliki angka baku untuk semua produk. Formula sederhana mungkin membutuhkan variasi yang lebih sedikit, sementara sistem yang kompleks dapat memerlukan eksplorasi lebih luas. Yang terpenting bukan menghasilkan sebanyak mungkin sampel, melainkan memastikan setiap variasi memiliki pertanyaan penelitian yang jelas.

Pendekatan tersebut juga membuat kegagalan menjadi lebih produktif. Formula yang tidak dipilih tetap meninggalkan data mengenai kombinasi bahan atau kondisi proses yang kurang sesuai. Dokumentasi yang baik membuat informasi tersebut dapat digunakan kembali ketika tim menghadapi proyek lain dengan karakteristik serupa.

Bagi industri kosmetik, mengembangkan lebih dari satu prototype memang membutuhkan tambahan bahan, waktu, dan pekerjaan laboratorium pada tahap awal. Namun, biaya tersebut dapat jauh lebih kecil dibandingkan harus melakukan reformulasi ketika produk telah memasuki tahap stabilitas lanjutan, produksi percobaan, atau bahkan persiapan komersialisasi.

Riset formulasi karena itu bukan perlombaan menemukan satu formula secepat mungkin. Tujuannya adalah memperoleh cukup pengetahuan untuk memilih formula dengan alasan yang dapat dipertanggungjawabkan.

Sebuah prototype pertama dapat memberi tahu bahwa suatu ide bisa dibuat. Membandingkan beberapa prototype memberikan jawaban yang jauh lebih penting: dari berbagai kemungkinan yang tersedia, formula mana yang paling layak diteruskan, dan mengapa? Pertanyaan kedua itulah yang mengubah percobaan formulasi menjadi proses pengembangan produk berbasis data. [][Tim Labcos/LC]

Penulisan artikel ini dibantu AI dan telah melewati proses kurasi Redaksi.