SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK MENGGUNAKAN BIOREDUKTOR EKSTRAK DAUN PALIASA (Kleinhovia hospita Linn.) DAN POTENSINYA SEBAGAI TABIR SURYA Marlinda, Muhammad Zakir, Nunuk Hariani, S. Jurusan Kimia Universitas Hasanuddin
Abstrak. Sintesis nanopartikel perak dilakukan dengan metode reduksi kimia menggunakan ekstrak daun paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) yang berperan sebagai agen pereduksi dengan penggunaan AgNO3 sebagai prekursor. Proses pembentukan nanopartikel perak dapat diamati dari perubahan warna, pH dan serapan UV-Vis. Nanopartikel perak dimanfaatkan sebagai tabir surya dengan paduan senyawa asam hidroksisinamat. Pengujian aktivitas tabir surya ditentukan dengan nilai SPF yang dianalisis menggunakan spektofotometer UV-Vis. Hasil penelitian berdasarkan perubahan warna, pH dan serapan UV-Vis menunjukkan perubahan warna dari kuning menjadi kecokelatan dengan pH 5 menandakan terbentuknya nanopartikel perak dengan range panjang gelombang 405-412 nm untuk penyimpanan hari pertama sampai hari kelima dengan ukuran partikel 49,69 nm. Hasil pengujian aktivitas tabir surya paduan nanopartikel perak dan asam hidroksisinamat (AHNP) dengan konsentrasi 16 µg/mL-20 µg/mL menunjukkan nilai SPF berturut-turut 25,22; 26,11; 27,01; 27,54 dan 28,29. Aktivitas tabir surya AHNP meningkat seiring peningkatan konsentrasi AHNP. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa paduan AHNP memiliki efek proteksi ultra (SPF ≥ 15) terhadap sinar UV B. Pendahuluan Nanobioteknologi merupakan gabungan prinsipprinsip biologi, fisika dan kimia untuk menghasilkan partikel yang berukuran nano. Salah satu contohnya yaitu nanopartikel perak. Sintesis nanopartikel perak dengan metode reduksi kimia dapat menggunakan sel mikroorganisme atau ekstrak tanaman sebagai bioreduktor. Secara tradisional daun tumbuhan paliasa sudah dimanfaatkan sebagai obat tradisional secara luas oleh masyarakat khususnya Sulawesi Selatan dan dipercaya berkhasiat sebagai obat yang mampu mengobati penyakit liver, hipertensi dan diabetes. Kleinhovia hospita Linn. diidentifikasi mengandung minyak atsiri, steroid, triterpenoid, sianogenin, asam lemak, dan siklopropenil. Sari (2006) melakukan isolasi senyawa metabolit sekunder terhadap tanaman paliasa diperoleh senyawa steroid yaitu β-sitosterol. Senyawa ini yang kemungkinan akan berfungsi sebagai bioreduktor untuk sintesis nanopartikel. Nanopartikel perak dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Saat ini yang sangat berkembang yaitu penambahan nanopartikel pada sediaan kosmetik, salah satunya yaitu pada tabir surya. Senyawa asam hidroksisinamat banyak digunakan sebagai komponen aktif tabir surya yang berfungsi sebagai penyaring sinar UV karena memiliki rantai panjang dan sistem ikatan rangkap terkonjugasi yang akan mengalami resonansi selama terkena pancaran sinar UV. Untuk mengoptimalkan kemampuan dari tabir surya biasanya dilakukan kombinasi senyawa aktif kimia yang mengandung antioksidan yang mampu melawan radikal bebas. Metode Penelitian 1. Ekstraksi Daun Klenhovia hospita Linn. Sebanyak 1 gram serbuk kering daun paliasa dimasukkan ke dalam gelas kimia 500 mL dan
ditambahkan 100 mL akuabides lalu dipanaskan hingga mendidih kemudian didinginkan. Air rebusan disaring menggunakan kertas saring Whatman No. 42. 2. Sintesis Nanopartikel Perak Sintesis nanopartikel perak dilakukan dengan mencampur larutan AgNO3 dengan ekstrak air dari daun paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) sebagai bioreduktor. Dalam penelitian ini, sebanyak 50 mL ekstrak air dicampurkan ke dalam 250 mL AgNO3 1 mM, dibiarkan bereaksi selama 24 jam. Setelah itu ditambahkan 10 mL PAA 1%, kemudian distirrer selama 1 jam. 3. Karakterisasi Nanopartikel Perak (Zakir dkk., 2014) Karakterisasi larutan campuran ini berupa warna, sepktrum UV-Vis dan pH pada waktu ke 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari dan 5 hari. Produk yang telah kering kemudian dikarakterisasi menggunakan FTIR dan XRD untuk mengetahui gugus fungsi yang berperan, bentuk partikel, deskripsi morfologi, komposis unsur, serta ukuran produk. 4. Pembuatan Larutan Asam Hidroksisinamat 100 µg/mL (Suryanto dan Syarief, 2013) Sebanyak 0,01 gram asam hidroksisinamat dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL kemudian ditambakan etanol sampai tanda batas lalu dikocok sampai tercampur merata. 5. Pembuatan Larutan Asam Hidroksisinamat 16 µg/mL, 17 µg/mL, 18 µg/mL, 19 µg/mL, dan 20 µg/mL Sebanyak 4 mL; 4,5 mL; 5 mL; 5,5 mL dan 6 mL larutan asam hidroksisinamat 100 µg/mL di pipet masing-masing ke dalam labu ukur 50 mL dan dihimpitkan hingga tanda batas kemudian dihomogenkan.
6. Pembuatan Paduan Asam Hidroksi Sinamat dan Nanopartikel Perak (Suryanto dan Syarief, 2013) Sebanyak 5 mL larutan asam hidroksisinamat 16 µg/mL, 17 µg/mL, 18 µg/mL, 19 µg/mL, dan 20 µg/mL di pipet masing-masing ke dalam labu ukur 10 mL, kemudian dalam tiap-tiap labu ukur tersebut ditambahkan 2 mL larutan nanopartikel perak dan ditambahkan etanol hingga tanda batas lalu dikocok hingga tercampur. 7. Uji Aktivitas Tabir Surya (Suryanto dan Syarief, 2013) Aktivitas tabir surya ditentukan dari nilai SPF sampel yang dianalisis menggunakan spektrofotometer UVVis. Penentuan nilai SPF melalui spektrofotemeter UV-Vis dapat diketahui dari karakteristik serapan sampel tabir surya pada panjang gelombang 290 - 320 nm dengan interval 5 nm. Hasil Dan Pembahasan 1. Karakteristik Warna dan pH Warna larutan nanopartikel perak mengalami perubahan waktu seiring lamanya waktu reaksi dari warna kuning bening menjadi kecoklatan selama waktu kontak 5 hari menunjukkan bahwa ion perak telah tereduksi (Handayani dkk., 2011). Perubahan warna larutan nanopartikel perak dapat dilihat pada Gambar 1
Gambar 1. Karakterisasi warna nanopartikel perak. Pengukuran pH larutan setelah penambahan penstabil sampai selama proses reaksi pada pH 5 dengan jangka waktu 5 hari menunjukkan pH larutan tidak berubah disebabkan karena PAA tidak mereduksi Ag+ tetapi menstabilkan ukuran nanopartikel perak yang telah disintesis. 2. Karakterisasi Spektrofotometri UV-Vis Pengukuran panjang gelombang dimulai dengan mengukur panjang gelombang maksimum ekstrak air daun paliasa (Kleinhovia hospita Linn.), larutan PAA 1%, larutan AgNO3 1 mM dan larutan nanopartikel perak.
Gambar 2. Serapan UV-Vis pembentukan nanopartikel perak pada panjang gelombang 185-600 nm.
Tabel 3. Serapan UV-Vis pembentukan nanopartikel perak. Sampel AgNO3 1 mM Ekstrak Air PAA 1% Nanopartikel Perak
Panjang Gelombang (nm) 216.50 218.50 273 405
Absorban 3.458 4.312 0.521 1.617
Pengukuran Spektrum UV-Vis juga digunakan untuk mengetahui kestabilan nanopartikel perak hasil sintesis berdasarkan fungsi waktu. Kestabilan nanopartikel perak dapat diketahui dari terjadinya perubahan puncak serapan. Jika terjadi pergeseran puncak serapan ke panjang gelombang yang lebih besar menunjukkan nanopartikel perak telah terjadi aglomerasi. Jika terjadi aglomerasi maka warna larutan berubah sehingga puncak serapan akan bergeser. Pada Gambar 3 menunjukkan spektrum UVVis nanopartikel perak dari hari ke-1 sampai ke-5. Nanopartikel perak memiliki panjang gelombang maksimum 405-412 nm yang dapat dilihat pada Tabel
Gambar 3. Spektrum UV-Vis kestabilan nanopartikel perak dari hari ke 1 sampai ke-5. Tabel 4. Hasil analisa spektrum UV-Vis nanopartikel perak. Hari 1 2 3 4 5
Panjang Gelombang (nm) 405 408 409.50 411 412
Absorbansi 1.617 1.762 1.891 1.970 2.033
Pada Tabel menunjukkan bahwa panjang gelombang nanopartikel perak tidak mengalami perubahan yang signifikan hingga hari ke-5, ini menunjukkan bahwa nanopartikel yang disintesis cenderung stabil. 3.
Karakteristik FTIR Karakterisasi FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang mungkin berperan dalam ekstrak air daun paliasa untuk mereduksi ion Ag+ menjadi Ag0
Gambar 4. Hasil spektrum IR. 8(a) Ekstrak air daun Paliasa, 8(b) Nanopartikel perak ekstrak air.
Gambar 5. Perkiraan mekanisme reaksi sintesis nanopartikel perak dengan menggunakan ekstrak daun paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) (Zakir dkk., 2014) Proses yang mungkin terjadi pada pembentukan nanopartikel perak adalah terbentuknya polimer Ag kemudian terhidrolisis sehingga terbentuk inti Ag. Munculnya inti Ag dalam kondisi jenuh menyebabkan terbentuknya koloid seperti pada skema berikut (Zakir, 2005). Ag Ag Inti Ag
AgNP
Koloid
4.
Uji Aktivitas Tabir Surya Aktivitas tabir surya ditentukan dari nilai SPF sampel yang dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Penentuan nilai SPF melalui spektrofotemeter UV-Vis dapat diketahui dari karakteristik serapan sampel tabir surya pada panjang gelombang 290-320 nm dengan interval 5 nm. Penentuan nilai SPF tabir surya untuk mengetahui berapa banyak radiasi yang dapat ditahan dan berapa
lama kulit dapat bertahan di bawah terik matahari sampai kulit menjadi kemerahan (Ade dkk., 2013). Nilai SPF larutan paduan dapat dilihat pada Tabel 7.
yaitu 15, hal ini menunjukkan bahwa larutan paduan mampu melindungi kulit manusia dari paparan sinar UV-B.
Tabel 7. Nilai SPF larutan paduan Konsentrasi (µg/mL) Nilai SPF 16 25,22 17 26,11 18 27,01 19 27,54 20 28,29 Menunjukkan bahwa larutan paduan AHNP variasi konsentrasi 16-20 µg/mL memiliki nilai SPF 25,2228,29 yang meningkat dengan meningkatnya konsentrasi dari larutan. Nilai SPF yang mampu melindungi kulit manusia dari paparan sinar UV-B
Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa: 1. Ekstrak daun paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) dapat dijadikan sebagai bioreduktor dalam sintesis nanopartikel perak dengan ukuran 49,69 nm. 2. Larutan paduan asam hidroksisinamat dan nanopartikel perak dapat berfungsi sebagai tabir surya dengan nilai SPF lebih dari 15. 3. Semakin besar konsentrasi larutan asam hidroksisinamat maka semakin besar pula aktivitas tabir surya.
Daftar Pustaka
Mittal, A. K., Bhaumik, J., Kumar, S., and Benerjee, U. C., 2014, Biosynthesis of Silver Nanoparticles: Elucidation of Prospective Mechanism and Therapeutic Potential, J. Colloid. Interface Scie., 415 (2014); 39-47.
Abdullah, M., dan Khairurijal., 2010, Karakterisasi Nanomaterial: Teori, Penerapan, dan Pengolahan Data, Jurnal Sains dan Teknologi, 2 (1); 1-9. Agustin, R., Oktadefitri, Y., dan Lucida, H., 2013, Formulasi Krim Tabir Surya Kombinasi Etil p-metoksi sinamat dengan Katekin, Prosiding. Amiruddin, M. A., dan Taufikurohmah, T., 2013, Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Emas Menggunakan Matriks Bentonit sebagai Material Antiaging dalam Kosmetik, UNESA J. Chem, 2 (1); 65-71. Ariyanta, H. A., Wahyuni, S., dan Priatmoko, S., 2014, Preparasi Nanopartikel Perak dengan Reduksi dan Aplikasinya sebagai Antibakteri Penyebab Infeksi, Indonesian Journal of Chemical Science, 3 (1); 1-6. Dini, I., dan Darminto, 2012, Metode Isolasi Senyawa Bioaktif pada Tumbuhan Paliasa (Kleinhovia hospita Linn.), J. Chem.,, 12 (2); 11-16. Heyne, K., 1987, Tumbuhan Berguna Indonesia, Jilid 3, Edisi Ke-1, Badan Penelitian dan Pengembangan kehutanan, Jakarta. Lembang, E. Y., Maming, Zakir, M., 2013, Sintesis Nanopartikel Perak dengan Metode Reduksi Menggunakan Bioreduktor Ekstrak Daun Ketapang (Terminalia catappa), Repository, Universitas Hasanuddin, Makassar. Lu, Y. C., and Chou, K. S., 2008, A Simple and Effective Route for Synthesis of Nano Silver Colloidal Dispersions, J. Chin. Ins.Chem. Eng., 39, 673-678.
Noor, A., Kumanireng, A. S., Kartikasari, R., Suryaningsih, Hakim, A., dan Takbir, R., 2004, Isolasi dan Identifikasi Konstituen Organik Tanaman Daun Paliasa (Kleinhovhia hospita linn) pada Kelarutan Berdasarkan Kelompok Polaritasnya, Marina Chimica Acta, 5 (2); 2-10 Nur, H., 2009, Synthesis of Gold Nanoparticles Embedded with Polymeric for Application as Novel Label for Biological Diagnostic, Skripsi diterbitkan, Universitas Teknologi Malaysia. Sari, N., 2011, Isolasi Metabolit Sekunder dari Fraksi Ekstrak n-heksan Kayu Akar Tumbuhan Paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) yang Aktif Terhadap Larva Udang Artemia salina Leach, Skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar Soekamto, N. H., Alfian, N., Iwan, D., Hasriani, A., Ruhma dan Agustono, 2010, Dua Senyawa Triterpenoid dari Tumbuhan Paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) Famili Sterculiaceae, Jurnal Sains MIPA, 16 (2); 94-98. Zakir, M., Maming, Lembang, E. Y., dan Lembang, M. S., 2014, Syntesis of Silver and Gold Nanoparticles through Reduction Method using Boreductor of Leaf of Ketapang (Terminalia catappa), Jurusan Kimia, FMIPA, Makassar.
