Sintesis Nanopartikel Perak Menggunakan Ekstrak Daun

Sirih Merah (Piper crocatum Ruiz & Pav.) dan Uji Aktivitas
Antibakteri terhadap Bakteri Staphylococcus aureus

Elsa Nofri Yanti*a Dikki Miswandab, Minda Sari Lubisc, Yayuk Rahayu
Putrid
a
Program Studi Farmasi, Universitas Muslim Nusantara Al-wahsliyah, Jl Garu II no 93, Medan , 20147

INFO ARTIKEL ABSTRACT

The use of red betel leaves (Piper crocatum Ruiz & Pav.) for the production of
environmentally friendly metal nanoparticles through green synthesis has been studied
extensively and proven to offer benefits in terms of cost effectiveness, efficiency and
Key word: environmental sustainability. These leaves are thought to act as a reducing agent in this
Piper crocatum Ruiz & process. Red betel leaves are rich in many photochemical compounds, including tannins,
Pav. flavonoids, alkaloids, terpenoids and saponins which are known to function as reducing
Red betel agents. The content of phenolic compounds allows green synthesis of silver nanoparticles.
Nanoparticles Red betel plants contain polyphenol chemicals which have antibacterial properties because of
Antibacterial their ability to inhibit the function of enzymes in bacteria. The aim of this research is to
Staphylococcus aureus produce silver nanoparticles through the use of red betel leaf extract, and then to spread the
Kata kunci: antimicrobial efficacy of the resulting silver nanoparticles against Staphylococcus aureus
Piper crocatum Ruiz& bacteria. This research uses the silver nitrate concentration method, with varying
Pav.
concentrations of 1mM, 2mM, 3mM and 4mM. In addition, the manufacture of silver
Sirih merah
nanoparticles was tested on day 6. The research involved making silver nanoparticles through
Nanopartikel
a synthesis process using red betel leaf extract. The main goal is to activate the effectiveness of
Staphylococcus aureus
these silver nanoparticles in inhibiting the growth of Staphylococcus aureus germs. The
findings show that there is a positive correlation between the uptake value and the number of
days, where the uptake value increases as the number of days increases. The UV-Vis
technique produces the highest absorption in the wavelength range 405-444 nm. The
diameter of silver nanoparticles is 102 nm. The zone of inhibition of Staphylococcus aureus
bacterial activity is 8.91mm.

ABSTRAK

Pemanfaatan daun sirih merah (Piper crocatum Ruiz & Pav.) untuk produksi
nanopartikel logam ramah lingkungan melalui sintesis hijau telah dipelajari dan
terbukti menawarkan manfaat dalam hal efektivitas biaya, efisiensi, dan kelestarian
lingkungan. Daun-daun ini diperkirakan dapat berperan sebagai reduktor dalam
proses ini. Daun sirih merah kaya akan banyak senyawa fotokimia, antara lain tanin,
flavonoid, alkaloid, terpenoid, dan saponin yang diketahui berfungsi sebagai zat
pereduksi. Kandungan senyawa fenolik memungkinkan untuk dilakukan green
synthesis nanopartikel perak. Tanaman sirih merah mengandung bahan kimia
*email:dikkimiswanda@um polifenol yang memiliki sifat antibakteri karena kemampuannya menghambat
naw.ac.id fungsi enzim pada bakteri. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan nanopartikel
perak melalui pemanfaatan ekstrak daun sirih merah, dan selanjutnya mengevaluasi
efikasi antimikroba nanopartikel perak yang dihasilkan terhadap kuman
Staphylococcus aureus. Penelitian ini menggunakan metode konsentrasi perak
nitrat, dengan variasi konsentrasi 1mM, 2mM, 3mM, dan 4mM. Selain itu,
pembuatan nanopartikel perak diuji pada hari ke-6. Penelitian tersebut melibatkan
pembuatan nanopartikel perak melalui proses sintesis menggunakan ekstrak daun
sirih merah. Tujuan utamanya adalah untuk menguji efektivitas nanopartikel perak
tersebut dalam menghambat pertumbuhan kuman Staphylococcus aureus. Temuan
menunjukkan adanya korelasi positif antara nilai serapan dengan jumlah hari,
dimana nilai absorbansi semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah hari.
Teknik UV-Vis menghasilkan absorbansi tertinggi pada rentang panjang gelombang
405-444 nm. Diameter nanopartikel perak adalah 102 nm. Zona hambat aktivitas
bakteri Staphylococcus aureus 8,91mm.
Pendahuluan
Nanopartikel adalah komponen penting Proses sintesis dipengaruhi oleh beberapa
dari nanoteknologi yang telah menunjukkan faktor yang menentukan ukuran partikel. Faktor-
kemajuan pesat sejak tahun 2000 [1]. faktor tersebut antara lain nilai suhu pada
Nanopartikel merupakan kemajuan signifikan larutan, kandungan garam, pereduksi yang
dalam bidang nanoteknologi. Nanopartikel digunakan maupun lamanya reaksi [10]. Sintesis
ialah partikel yang mempunyai diameter rata- nanopartikel perak yang digunakan didasarkan
rata berkisar diantara 1 hingga 1000 nm [2]. pada pemanfaatan perak nitrat (AgNO3).
Nanopartikel logam mendapat perhatian yang Dampak dari hal ini menjadi prekursor kepada
signifikan karena pemanfaatannya yang luas di morfologi maupun dimensi nanopartikel perak,
beberapa misalnya kedokteran, optik, biologi, maupun berdampak kepada konsentrasi
elektronik maupunkatalis. Nanopartikel perak nanopartikel perak terhadap proliferasi bakteri.
terutama dipakai menjadi antimikroba Daun sirih merah memiliki sifat antibakteri,
spektrum luas terhadap bakteri dan jamur. hal ini ditunjukkan dengan adanya efek
Nanopartikel perak digunakan karena sifat penghambatan ekstrak yang didapatkan dengan
antibakteri dan antijamurnya pada berbagai menggunakan teknik difusi yang ampuh
barang termasuk kaus kaki, tisu basah, wadah terhadap perkembangan bakteri Staphylococcus
penyimpanan makanan, dan banyak lagi [3]. aureus maupun Escherichia coli [11]. Penelitian
Piper crocatum Ruiz & Pav., yang biasa Purnamasari [12] memberikan lebih banyak bukti
dikenal dengan tanaman sirih merah, jika nanopartikel perak yang diproduksi
merupakan salah satu tumbuhan tumbuhan memakai ekstrak tumbuhan dapat menhalangi
yang terus dimanfaatkan pada zaman sekarang tumbuhnya bakteri Gram positif (Staphylococcus
sebagai pelengkap ritual adat, khususnya di aureus) dibandingkan dengan bakteri Gram
wilayah Yogyakarta [4]. Daun sirih merah negatif (Escherichia coli).
mengandung unsur bioaktif diantaranya ialah
alkanoid, minyak atsiri, flavanoid, tanin Bahan dan Metode
maupun polifenol [5]. Sifat antibakteri sirih
merah disebabkan oleh bahan kimia Alat
polifenolnya, yang memberikan efeknya Beberapa peralatan yang dipakai di
dengan menghalangi enzim dalam bakteri penelitian ini ialah (gelas ukur, labu ukur, labu
maupun menonaktifkan protein yang ada pada erlenmeyer, pipet ukur), hot plate, oven,
bagian atas sel [6]. Ekstrak tumbuhan yang autoclave, laminar airflow cabinet (LAF),
cocok sebagai bioreduktor berasal dari cawan petri, kawat ose, swab steril, jangka
tumbuhan yang mengandung bahan kimia sorong, inkubator, kloramfenikol. cakram,
yang mampu mereduksi ion Ag+ di pinset, timbangan analitik, lemari pengering,
lingkungan menjadi Ag0. Fenolik, terpenoid, pengaduk magnet, spektrofotometer UV-Vis
tanin, saponin ataupun senyawa lain terdapat (Thermo Scientific), dan penganalisis ukuran
pada tumbuhan mempunyai kemampuan partikel (PSA).
sebagai bioreduktor [7]. Senyawa fenolik
ditentukan oleh kaarakteristik satu cincin Bahan
aromatik maupun lebih dari hidroksil. Hal ini Bahan yang dipakai ialah daun sirih
merupakan antioksidan dikaranakan dapat merah, akuabidest, AgNO3, Mueller Hinton
untuk mereduksi logam. Kapasitas pereduksi Agar (MHA), Na, MSA, NaCl 9%, akuadest,
logam pada senyawa fenolik disebabkan oleh bakteri staphylococcus aureus, Alkohol 70%,
sifat nukleofilik yang kuat pada cincin DMSO (dimethyl sulfoxide), Spritus.
aromatik [8]. Aktivitas antibakteri nanopartikel
perak bergantung pada berbagai faktor, Prosedur Kerja
termasuk konsentrasi, bentuk, maupun Pembuatan Ekstrak
berukuran nanopartikel, serta jenis, koloni Takar 5 gram daun sirih merah bubuk lalu
maupun kontak nanopartikel tuangkan ke gelas kimia dengan ukuran 250 mL.
maupunbakteri[9]. Masukan 200 mL aquabides dan panaskan
campuran hingga mencapai titik didih.
Pertahankan perebusan selama 15 menit, lalu
biarkan adonan dingin.
 Setelah air rebusan mendingin hingga supaya mengering. Diletakkan cakram yang
hingga bersuhu normal, air tersebut ditaruh yang sudah dilakukan perenaman cairan uji
maupun dilakukan penyaringan memakai (cakram antibiotik cloramfenicol sebagai
kertas Whatman no. 42. Selanjutnya air yang kontrol positif, cakram DMSO menjadi kontrol
telah direbus bisa dipakai dalam pembuatan negatif dan cakram ekstrak daun sirih merah)
nanopartikel perak. pada media MHA yang diinkubasikan bakteri
menggunakan pinset steril. Diposisikan cawan
Larutan Perak Nitrat (AgNO3) secara terbalik dan diinkubasikan bersuhu
Dengan 0,085 gram AgNO3 dilarutkan 37°C dengan durasi 24 jam dan dilakukan
akuabidest hingga 250 mL yang kemudian pengukuran dengan alat ukur (Retnaningsih et
dilakukan pencampuran dengan AgNO3 4mM. al., 2019).
Kemudian AgNO3 4mM dipipet 37,5 mL
(konsentrasi 3mM),25 mL (konsentrasi 2Mm) Hasil dan Pembahasan
maupun 12,5 mL (konsentrasi 1mM) ke dalam Sintesis Nanoparikel Perak
labu ukur 50 mL lalu tambahkan akuabidest Kriteria utama yang dijadikan acuan
menjadi konsentrasi AgNO3 3mM, 2mM, dan 1 pembentukan nanopartikel perak, sebagai
mM. lamanya penelitian sintesis, adalah pengamatan
terhadap perubahan warna larutan. Larutan
Optimasi Konsentrasi Larutan AgNO3 mengalami transisi warna, mulai dari warna
Larutan AgNO3 4mM, 3mM, 2mM dan kuning muda ke warna kuning kecoklatan yang
1 mM dipipet masing-masing 40 mL maupun lebih gelap, dan akhirnya menjadi warna coklat
tiap larutan dimasukan ke Erlenmeyer 250 mL, kemerahan. Perubahan warna larutan selama
lalu tambahkan 1 mL ekstrak daun sirih merah pembuatan nanopartikel perak adalah akibat
dicampurkan erlenmeyer tersebut. Campuran dari resonansi plasmon permukaan dan reduksi
di hot plate suhu 50°C maupun diaduk ion perak [13]. Nilai absorbansi memiliki korelasi
memakai pengaduk magnetic stirer 150 rpm 15 positif dengan waktu kontak, menunjukkan
menit, lalu dilakukan analisa menggunakan bahwa peningkatan waktu kontak menyebabkan
UV-Vis selama 6 hari. jumlah nanopartikel perak yang lebih tinggi
tercipta. Nilai absorbansi yang diperoleh dari
Pembuatan Inokulum pengukuran spektrofotometer UV-Vis bisa
Bakteri Staphylococcus aureus yang telah dipakai untuk memperkirakan kuantitas
diremajakan pada media NA dikumpulkan nanopartikel perak yang dihasilkan.
menggunakan jarum inokulasi maupun
disuspensiakaan dalam tabung reaksi dengan
10 ml larutan NaCl 0,9%. Suspensi tersebut lalu
dilakukan perbandingan larutan Mc Farland
No 0,5 yang mempunyai konsentrasi 1,5 x 10^8
CFU/ml (Panjaitan, 2017).
Gambar 4.1 Perubahan warna larutan

Pengujian Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun

Sirih Merah (Piper crocatum) Terhadap Bakteri Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan
Staphylococcus aureus Spektrofotometer UV-Vis
Suspensi bakteri diambil menggunakan Spektrofotometri UV-Vis dapat dipakai
kapas steril dan dioleskan kepermukaan media mengukur spektrum absorbansi dan menilai
secara merata, ditunggu selama 5 menit stabilitas nanopartikel perak koloid yang
dihasilkan dari waktu ke waktu. Dilakukan
pengukuran spektrum absorbansi dari larutan
menggunakan spektrofotometer UV-Vis a (1
mM), b( 2 mM) c (3 mM) dan d (4 mM)
menunjukkan adanya nanopartikel perak yang mengingat ukuran nanopartikel tidak melebihi
dapat diamati pada gambar 4.2. Nilai 1000 nm. Dengan bertambahnya waktu
absorbansi nanopartikel perak bisa naik sejalan pengadukan maka ukuran partikel akhir akan
dengan durasi konak [14]. Pembentukan mengecil akibat terurainya partikel tambahan
nanopartikel perak dicapai melalui reduksi menjadi partikel berukuran nano [16].
kimia perak nitrat. Jumlah nanopartikel perak
yang dihasilkan berbanding lurus dengan Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Staphylococcus
durasi reaksi. aureus
Hasil uji yang dilaksanakan pada metode
difusi cakram bisa diamati di tabel 4.2 dimana
diameter zona hambat bakteri Staphylococcus
aureus dalam konsentrasi 4mM (8,91mm),
3mM (8,86 mm), 2mM (8,5),1 mM
(7,98 mm) Kontrol positif kloramfenikol (18,8
mm) dan untuk ekstrak daun sirih merah
Gambar 4.2 Spektrum Serapan UV-Vis dari (13,82mm).
nanopartikel perak variasi konsentrasi Tabel 4.2 Pengujian Zona Hambat
AgNO3 (a) 1mM, (b) 2mM, (c) 3mM, (d) 4mM. Bakteri Staphylococcus aureus

Ukuran Nanopartikel dengan Particle Size No Larutan Diameter Kategori

Analyzer (PSA) Uji Zona
Metode pengukuran partikel PSA Hambat
digunakan untuk memastikan dimensi (mm)
nanopartikel perak dengan metode uji 1 Kontrol + 18,8 mm Kuat
Dynamic Light Scattering (DLS). PSA 2 Ekstrak 13,91 mm Kuat
memberikan pengukuran yang lebih tepat 3 1 mM 7,98 mm Sedang
untuk penentuan distribusi ukuran partikel. 4 2 mM 8,5 mm Sedang
Distribusi ukuran nanopartikel perak yang 5 3 mM 8,86 mm Sedang
ditentukan melalui Particle Size Analysis (PSA) 6 4 mM 8,91 mm Sedang
disajikan pada Tabel 4.2. Data ukuran partikel 7 Kontrol - 0 -
yang ada disajikan dalam tiga distribusi:
intensitas, kuantitas, maupun volume.
Distribusi ini secara kolektif memberikan Menurut temuan Saryanti, ekstrak daun
gambaran komprehensif tentang kondisi sirih mempunyai daya hambat lebih besar jika
secara keseluruhan [15]. dibandingkan nanopartikel yang
menggunakan ekstrak daun sirih. Hasil ini
memperlihatkan jika aktivitas antibakteri
Tabel 4.1 Hasil analisis Particle Size terhadap Staphylococcus aureus tidak
Analyzer nanopartikel perak menunjukkan peningkatan yang signifikan,
namun cenderung memperkecil ukuran zona
No Konsentrasi AgNO3 Nilai PSA hambat. Hal ini kemungkinan disebabkan
1 1mM 238 nm karena belum dilakukan pengukuran ukuran
2 2mM 191 nm partikel nanopartikel ekstrak daun sirih,
3 3mM 105 nm sehingga menghasilkan rentang ukuran
4 4mM 102 nm partikel yang luas yang ditunjukkan dengan
indeks polidispersitasnya {17]. Penelitian Dewi
Hasil karakterisasi menguatkan temuan yang mengungkapkan, larutan AgNO3 memiliki
didapatkan dengan penggunaan efek penghambatan yang lebih rendah
spektrofotometer UV-Vis. Ukuran skala nano dibandingkan rendemen nanopartikel perak,
yang diperoleh menunjukkan potensi ekstrak yakni berukuran 5,69 mm. Di sisi lain, zona
daun sirih merah sebagai reduktor dalam hambat AgNP berukuran 7,19 mm,
pembuatan nanopartikel. Data ukuran menunjukkan peningkatan nilai zona hambat
nanopartikel yang diperoleh dari instrumen senilai 27,85% ketika memakai nanopartikel
Particle Size Analyzer (PSA), seperti terlihat perak, dibandingkan dengan AgNO3 [18].
pada tabel di atas, sesuai dengan harapan, Pengujian presisi dilakukan dengan
memasukkan senyawa aktif yang diketahui
konsentrasinya.

Kesimpulan
Dari penelitian yang dilaksankan bisa Daftar Pustaka
disimpulkan jika ekstrak daun sisirh merah
(Piper crocatum Ruiz & Pav.) dapat membentuk 1. Tsuzuki, T. (2009). Commercial scale
nanopartikel yang ditandai dengan production of inorganic nanoparticles.
terbentuknya perubahan warna dari International Journal of Nanotechnology. 6(5),
larutannya, dari hasil spektrofotometer UV-Vis 567-578.
pada panjang gelombang 405 nm - 444 nm. 2. Mohanraj, V. J., dan Chen, Y. 2006.
Hasil uji PSA (Particle Size Analyzer) Nanoparticels – A Review : Tropical
konsentrasi 1mM (238 nm), 2mM (191 nm), Journal of Pharmaceutical Research 5(1) : 561-
3mM (105 nm), dan 4mM (102 nm). 573.
Nanopartikel ekstrak daun sirih merah 3. Khaydarov, R.R., Khaydarov, R.A., Estrin,
(Piper crocatum Ruiz & Pav.) memiliki Y., Evgrafova, S., Scheper, T., Endres, C.
aktivitas antibakteri Staphylococcus aureus And Cho, S.Y. 2009. Silver Nanoparticles.
yaitu 13,91mm (kategori kuat) dan larutan Nanomaterials: Risks and Benefits, 4: 287:297.
nanopartikel berbagai konsentrasi yaitu 7 mm - 4. Astuti, P., Wahyono &Nababan, O. A.
8 mm (kategori sedang). (2014). Antimicrobial and cytotoxic
activities of endophytic fungi isolated
from Piper crocatum Ruiz & Pav. Asian
Pacific Journal of Tropical Biomedicine 4:
S592-S596.
5. Lestari ABS, D. Y. (2014). Aktivitas
antioksidan ekstrak daun sirih merah
(Piper crocatum) hasil optimasi pelarut
etanol-air. Ilmu Kefarmasian Indonesia 12(1)
: 75-79.
6. Erviana, R. and Purwono, S. (2011). Active
Compounds Isolated From Red Betel
(Piper crocatum Ruiz & Pav) Leaves
Active Against Streptococcus Mutans
Through Its Inhibition Effect On
Glucosyltransferase Activity. Journal of
Medical Science, 43(2), pp. 71–78.
7. Matutu, J. M., Maming, dan Taba, P. 2016.
Sintesis Nanopartikel Perak Dengan
Metode Reduksi Menggunakan Buah
Merah (Pandanus conoideus) Sebagai
Bioreduktor. Journal of Pharmacist.
Yogyakarta : UII Press.
8. Michalak, A. 2006. Phenolic Compound
and Their Antioxidant Activity in Plants
Growing Under Heavy Metal Stress. Polis
Journal of Environmental Study, 15(4): 523-
530.
9. Sondi, I. and Sondi, B.S. 2004. Silver
Nanoparticle as Antimicrobacterial Agent:
a Case Study on E. coli as a Model for
Gram-Negative Bacteria. J. ColloidInterface
Sci., 275: 177-182.
10. Sileikaite, A.P, Igoris, P., Judita, J.,
Algimantas, G.A. 2006. Analysis of Silver
Nanoparticles Produced by Chemical
Reduction of Silver Salt Solution. Journal
Material Science, 12(4): 1392-1320
11. Putriningtyas, D., Kuswandi, M., &
Munawaroh, R. (2016). Aktivitas antibakteri
minyak atsiri daun sirih merah (Piper
crocatum ruiz & pav.) dan minyak atsiri daun
sereh wangi (Cymbopogon nardus (L.) rendle)
asal Tawangmangu terhadap bakteri
Staphylococcus aureus dan Escherichia coli
(Doctoral dissertation, Universitas
Muhammadiyah Surakarta).
12. Purnamasari, M., Harjono dan Wijayanti,
N. (2016). Sintesis Antibakteri
Nanopartikel Perak Menggunakan
Bioreduktor Ekstrak Daun Sirih dengan
Irradiasi Microwave. Indonesian Journal
of Chemical Science, 5(2)
13. Erjaee, H., Rajaian, H., & Nazifi, S. (2017).
Synthesis and characterization of novel
silver nanoparticles using Chamaemelum
nobile extract for antibacterial application.
Advances in Natural Sciences: Nanoscience
and Nanotechnology, 8(2).
14. Handayani, W., et al., 2010, Potensi
Ekstrak Beberapa Jenis Tumbuhan sebagai
Agen Pereduksi Untuk Biosintesis
Nanopartikel. Seminar Nasional Biologi,
FMIPA Universitas Indonesia.
15. Nikmatin, S., Maddu, A., Purwanto, S.,
Mandang, T., Purwanto A., (2011), Analisa
Struktur Mikro Pemanfaatan Limbah
Kulit Rotan Menjadi Nanopartikel
Selulosa Sebagai Pengganti Serat Sintesis,
J. Biofiss., 7(1), 41-49.
16. Chang, R. (2005). Kimia Dasar : Konsep-
konsep Inti Jilid 2. Erlangga, Jakarta
17. Saryanti, D., & Nugraheni, D. (2019). Uji
Aktivitas Antibakteri Nanopartikel
Ekstrak Etanol Daun Sirih (Piper betle
Linn) Terhadap Staphylococcus aureus. In
Prosiding APC (Annual Pharmacy
Conference) (Vol. 4, No. 1).
18. Dewi, K. T. A., Sukweenadhi, J., & Avanti,
C. (2019). Karakter Fisik dan Aktivita
Antibakteri Nanopartikel Perak Hasil
Green Synthesis Menggunakan Ekstrak
Air Daun Sendok (Plantago major L.).