Sintesis Nanopartikel Perak (Npag) Denganmetode Yang Ramah Lingkungan Dan Kajian Aktifitasnya Dalam Menghambat Bakteri Gram Positif Dan Bakteri Gram Negatif.

SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK (NPAg) DENGAN
METODE YANG RAMAH LINGKUNGAN DAN KAJIAN
AKTIFITASNYA DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF

ARA NUGRAHAYU NALAWATI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Sintesis Nanopartikel
Perak (NPAg) denganMetode yang Ramah Lingkungan dan Kajian Aktifitasnya
dalam Menghambat Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif adalah benar
karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2015
Ara Nugrahayu Nalawati
NRP F251114031

* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait

RINGKASAN
ARA NUGRAHAYU NALAWATI. Sintesis Nanopartikel Perak (NPAg)
denganMetode yang Ramah Lingkungan dan Kajian Aktifitasnya dalam
Menghambat Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif. Dibimbing oleh
RIZAL SYARIEF dan NUGRAHA EDHI SUYATMA.
Nanopartikel perak (NPAg) merupakan partikel logam perak yang memiliki
ukuran kurang dari 100 nm. NPAg memiliki banyak keunggulan, antara lain
memiliki aktifitas dengan spektrum yang luas baik terhadap bakteri (Sintubin et
al., 2011), kapang (Vivek et al., 2011), dan bahkan virus (Elechiguerra et al.,
2005). Kemampuan antimikroba perak, antara lain disebabkan karena

kemampuannya merusak dinding sel bakteri, menganggu metabolisme sel, dan
menghambat sintesis sel mikroba. Metabolisme sel dapat dihambat karena adanya
interaksi antara perak dengan makromolekul di dalam sel, seperti protein dan
DNA. Sintesis NPAg dari ekstrak tumbuhan (green synthesis) bersifat ramah
lingkungan karena mampu mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya.
Potensi pengembangan NPAg di berbagai bidang sangat terbuka luas, antara lain
sebagai sensor dan antimikroba. Pada bidang pangan, NPAg dapat diaplikasikan
pada pengemas makanan sebagai film kemasan antimikroba. NPAg pada kemasan
dapat memperpanjang daya tahan makanan serta mempertahankan rasa dan bau.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mensintesis NPAg dengan memanfaatkan
ekstrak biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) sebagai agen dan penyalut dengan
bahan awal larutan perak nitrat.
Sintesis NPAg telah dilakukan dengan mencampur 50 ml ekstrak biji jarak
pagar dan larutan AgNO3 10-2 M dengan variasi perbandingan 1:5 (E1P5); 1:10
(E1P10); dan 1:15 (E1P15) (vol.ekstrak biji jarak pagar : vol. AgNO3 10-2 M).
Karakterisasi NPAg dilakukan menggunakan analisis spektrofotometer UV-vis,
Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan
Particle Size Analyzer (PSA). Sedangkan, uji aktivitas antibakteri dilakukan
dengan menggunakan metode difusi sumur.
Terbentuknya NPAg dapat diamati secara visual dengan adanya perubahan

warna larutan dari kuning ke coklat kemerahan. Selain itu, untuk memastikan
terbentuknya NPAg dapat diamati menggunakan spektrofotometer UV-vis dimana
NPAg memiliki λmax pada kisaran 400-500 nm. Berdasarkan hasil analisis PSA
menunjukkan bahwa ukuran partikel sampel E1P5, E1P10, dan E1P15 secara
berturut-turut, yaitu 33,8; 37,7; dan 116,3 nm. Formula terbaik dengan ukuran
partikel terkecil yaitu terdapat pada sampel E1P5 (NPAg S). Selanjutnya, sampel
terbaik diuji aktivitas antibakterinya dan dibandingkan dengan nanopartikel perak
komersil (NPAg K). Hasil pengujian menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri
dari nanopartikel perak hasil sintesis (NPAg S) lebih kuat dibandingkan
nanopartikel perak produk komersil (NPAg K) dalam menghambat pertumbuhan
bakteri gram positif (Staphylococcus aureus dan Bacillus cereus) maupun gram
negatif (Eschericia coli dan Salmonella typhii).
Kata kunci: antibakteri, green synthesis, ekstrak biji jarak (Jatropha curcas L.),
nanopartikel perak

SUMMARY
ARA NUGRAHAYU NALAWATI. Synthesis of Silver Nanoparticles (NPAg)
with Eco-Friendly Methods and TheirActivity in Inhibits Gram-Positive Bacteria
and Gram-Negative Bacteria. Supervised by RIZAL SYARIEFandNUGRAHA
EDHI SUYATMA.

Silver nanoparticles (NPAg) is a silver metal particles having a size less
than 100 nm. NPAg has many advantages, such as having a broad spectrum of
activity against bacteria (Sintubin et al., 2011), molds (Vivek et al., 2011), and
also viruses (Elechiguerra et al., 2005). NPAg has antimicrobial activity due to
their abilities in damaging bacterial cell wall, disrupting cellular metabolism, and
inhibiting microbial cells replication. Cell metabolism can be inhibited because of
the interaction between the silver with macromolecules in cells, such as proteins
and DNA.The synthesis of NPAg by using plant extracts (green synthesis) is
environmentally friendly because it does not use hazardous chemicals. NPAg
development is prospective because it is applicable in various fields, e.g. sensors
and antimicrobial. In the field of food, NPAg can be incorporated or embedded
into packaging materials to produce antimicrobial packaging. NPAg on the
packaging can extend the shelf life of food while maintaining the taste and smell.
The aim of this study was to synthesize NPAg by utilizing the seed extract of
Jatropha (Jatropha curcas L.) as reducing and capping agent with silver nitrate
solution as starting materials.
NPAg synthesis has been carried out by mixing 50 ml of Jatropha seeds
extract and the solution of AgNO310-2 M with the ratio as follows: 1: 5 (E1P5);
1:10 (E1P10); and 1:15 (E1P15) (vol. Jatropha seeds extract: vol. AgNO3 10-2 M).
The characterization of NPAg was performed using spectrophotometer UV-vis,

Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), and
Particle Size Analyzer (PSA). Additionally, the antibacterial activity test was done
by using the well diffusion method.
The formation of NPAg can be observed visually by the color changes of
the solution from yellow to reddish brown. To ensure the formation of NPAg was
occurred, it was observed by using a UV-vis where NPAg had a λmax in the range
of 400-500 nm. The analysis of PSA showed that the particle size of the sample
E1P5, E1P10, and E1P15 is 33,8; 37,7; and 116,3 nm, respectively. The best
formula with the smallest particle size was E1P5 (NPAg S). Subsequently, the
antibacterial activity has been tested and compared with the commercial silver
nanoparticles (NPAg K). The antibacterial test showed that the antibacterial
activity of NPAg S was stronger than NPAg K in inhibiting the growth of both
gram-positive(Staphylococcus aureus and Bacillus cereus) and gram-negative
(Eschericia coli and Salmonella typhii) bacteria.
Key words: antibacterial, green synthesis, Jatropha seed extract (Jatropha curcas
L.), silver nanoparticles

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK (NPAg) DENGAN
METODE YANG RAMAH LINGKUNGAN DAN KAJIAN
AKTIFITASNYA DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF

ARA NUGRAHAYU NALAWATI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Budiatman Satiawihardja, MSc

PRAKATA
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan
karuniaNya saya mampu menyelesaikan penelitian dan penulisan karya ilmiah
yang berjudul “Sintesis Nanopartikel Perak (NPAg) denganMetode yang Ramah
Lingkungan dan Kajian Aktifitasnya dalam Menghambat Bakteri Gram Positif
dan Bakteri Gram Negatif”. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan
dari berbagai pihak, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan karya ilmiah
ini. Oleh karena itu, penulis ucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA
selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran
untuk mengarahkan saya dalam penyusunan tesis ini;
2. Prof. Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MS selaku ketua program studi Ilmu
Pangan dan seluruh dosen Ilmu Pangan Sekolah Pascasarjana Institut

Pertanian Bogor yang telah memberikan saya wawasan sebagai mahasiswa
ilmu pangan;
3. Kedua orang tua saya Ayahanda Drs. Awandi, MPd dan Ibunda Dra. Sry
Rahaju serta adikku yang terkasih Abram Atmaja, SP yang senantiasa
memberikan bantuan doa, kasih sayang, tenaga, motivasi, dan semangatnya;
4. Suamiku tersayang Faris Fathurrohman, STP dan Putraku tercinta Daniswara
Yahya Fathurrohman atas segala doa, cinta, semangat, dan dukungannya yang
membuat saya bersemangat untuk segera menyelesaikan tesis ini;
5. Semua rekan-rekan Ilmu Pangan angkatan 2011 dan 2012 yang bersama-sama
berjuang dalam menyelesaikan tesis;
6. Seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Semoga
tulisan ini bisa memberikan manfaat dan informasi bagi para pembaca.

Bogor, Desember 2015

Ara Nugrahayu Nalawati

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis

1
1

2
3
3
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Nanopartikel Perak
Sintesis Nanopartikel Perak
Senyawa Antimikroba
Bakteri Uji

3
3
4
6
7
8
9

3 METODE
Bahan
Alat
Waktu dan Lokasi
Prosedur Percobaan
Prosedur Analisis Data

10
10
10
10
10
13

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

13

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

20
20
20

DAFTAR PUSTAKA

21

LAMPIRAN

24

RIWAYAT HIDUP

30

DAFTAR TABEL
2.1 Klasifikasi tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)

3

DAFTAR GAMBAR
2.1 Bagian tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L): daun jarak
dan buah jarak
2.2 Bunga jarak; biji jarak (Jatropha curcas L.)
2.3 Struktur kimia curcin (C19H22O2)
3.1 Diagram alir persiapan kultur uji
3.2 Diagram alir metode sumur
4.1 Hasil pengujian spektrum NPAg spektro UV-vis dengan variasi
rasio ekstrak jarak dan AgNO3
4.2 Hasil pengujian pH dengan variasi rasio ekstrak jarak dan AgNO3
4.3 Hasil spektrum NPAg dari ekstrak biji jarak dengan spektro-IR
15
4.4 Hasil SEM pada NPAg perbesaran 10000x
4.5 Distribusi ukuran nanopartikel perak pada sampel
4.6 Grafik uji aktivitas antibakteri untuk sampel nanopartikel perak (NPAg)
4.7 Visualisasi antibakteri untuk dua sampel (NPAg S dan NPAg K)
pada konsentrasi 1 % (a) dan konsentrasi 2 % (b)

4
5
6
12
13
14
15
17
18
19
20

DAFTAR LAMPIRAN
1 Hasil pengukuran absorbansi
2 Hasil pengukuran pH
3 Hasil karakterisasi koloid nanopartikel perak (NPAg) menggunakan
Particle Size Analyzer (PSA) pada sampel E1P5
4 Hasil karakterisasi koloid nanopartikel perak (NPAg) menggunakan
Particle Size Analyzer (PSA) pada sampel E1P10
5 Hasil karakterisasi koloid nanopartikel perak (NPAg) menggunakan
Particle Size Analyzer (PSA) pada sampel E1P15
6 Hasil karakterisasi koloid nanopartikel perak (NPAg) menggunakan
Particle Size Analyzer (PSA) pada sampel NPAg K
30
7 Daya hambat sampel NPAg S dan NPAg K terhadap bakteri E. coli,
S. aureus, Salmonella t., dan B. cereus

26
26
27
28
29

31

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanoteknologi merupakan teknik untuk mendesain dan menyusun
material pada skala nano yang memungkinkan untuk memanfaatkan dan
merekayasa struktur materi tiap atomnya (Thomas, 2006; Yokoyama, 2007).
Nanopartikel telah banyak dikaji untuk berbagai aplikasi teknologi dan
dalam penelitian ilmu material, kimia, fisika, biologi, dan ilmu lingkungan
(Huang et al., 2006). Nanopartikel merupakan suatu partikel dengan ukuran
nanometer, yaitu berkisar 1 sampai 100 nm (Hosokawa et al., 2007).
Nanopartikel dapat berupa polimer, logam, oksida logam, semikonduktor,
senyawa organik, serta biologi seperti protein, enzim, dan DNA.
Bagian penting dari nanoteknologi yaitu pengembangan penelitian
tentang proses sintesis nanopartikel. Salah satu jenis nanopartikel yang saat
ini banyak menarik perhatian untuk bidang pangan, farmasi, biomedis, dan
kemasan adalah nanopartikel perak karena dapat berfungsi sebagai agen
antimikroba. Nanopartikel perak (NPAg) merupakan partikel logam perak
yang berukuran nano sehingga memiliki karakteristik yang lebih baik
dibandingkan perak dalam bentuk bulk. Menurut Tolaymat (2010)
menyatakan bahwa terjadi peningkatan reaktivitas pada perak yang
berukuran nano. Koloid perak telah lama diketahui memiliki sifat
antimikroba dan juga ramah lingkungan. Hingga kini sebagai agen,
antimikroba perak dapat membunuh semua mikroorganisme patogen dan
belum dilaporkan adanya mikroba yang resisten terhadap perak (Haryono,
A., et al., 2008). Perak dalam bentuk ion bersifat toksik bagi sel mikroba,
tetapi aman bagi manusia. Selain itu, NPAg memiliki banyak keunggulan
dibandingkan senyawa antimikroba lainnya, yaitu memiliki aktifitas dengan
spektrum yang luas baik terhadap bakteri (Sintubin et al., 2011), kapang
(Vivek et al., 2011), dan bahkan virus (Elechiguerra et al., 2005).
Kemampuan antimikroba perak, antara lain disebabkan karena
kemampuannya merusak dinding sel bakteri, mengganggu metabolisme sel,
dan menghambat sintesis sel mikroba. Metabolisme sel dapat dihambat
karena adanya interaksi antara perak dengan makromolekul di dalam sel,
seperti protein dan DNA. Potensi pengembangan NPAg di berbagai bidang
sangat terbuka luas, antara lain sebagai sensor dan agen antimikroba. Pada
bidang pangan, NPAg dapat diaplikasikan pada pengemas makanan sebagai
film kemasan antimikroba. NPAg pada kemasan dapat memperpanjang
umur simpan makanan. NPAg yang diinkorporasikan kedalam kemasan
pangan dirancang untuk tetap menempel pada kemasan dan tidak dilepaskan
kedalam produk pangan.
Salah satu bagian penting dari nanoteknologi adalah pengembangan
penelitian tentan proses sintesis nanopartikel. Pada umumnya, sintesis
NPAg dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu dengan metode bottom-up
(kimia) maupun top-down (fisika). Metode bottom-up dilakukan dengan
cara menggunakan bahan kimia yang umumnya sangat reaktif dan beracun
serta menjadi polutan bagi lingkungan maupun mahluk hidup. Sedangkan,
metode top-down merupakan proses mereduksi padatan logam perak

2

menjadi partikel perak berukuran nano secara mekanik serta membutuhkan
peralatan yang mahal. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode sintesis
nanopartikel yang aman dan mudah didapatkan dengan menggunakan
ekstrak tumbuhan (green synthesis).
Sintesis NPAg dari ekstrak tumbuhan (green synthesis) bersifat ramah
lingkungan karena mampu mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya.
Menurut Rai et al. (2008), green synthesis bersifat cepat, mudah dibuat, dan
tidak perlu isolasi, serta ekstrak tumbuhan lebih berpotensi menghasilkan
ion logam dibandingkan dengan menggunakan metode biologis dengan
mikroorganisme. Contoh sintesis nanopartikel yang berhasil diperoleh dari
ekstrak tumbuhan, baik dari intrasel maupun ekstrasel, antara lain ekstrak
daun geranium (Shivshankar et al., 2003, 2004, 2005), daun cinnanomum
yang telah dikeringkan (Huang et al., 2007), biji jarak pagar (Jatropha
curcas L.) (Bar et al., 2011), Azadirachta indica (neem) (Shankar et al.,
2004), Aloe vera (Chandran et al., 2006), Capsicum annuum (Li et al.,
2007), Carica papaya (Mude et al., 2009), Opuntia ficus-indica (Gade et
al., 2012), dan Murraya koenigii (Bonde et al., 2012). Proses sintesis
nanopartikel dilakukan dengan mereaksikan ion logam dengan air rebusan
(Shankar et al., 2004; Chandran et al., 2006; Song et al., 2010) ataupun
ekstrak tumbuhan (Dubey et al., 2009). Bagian tumbuhan yang dpat
digunakan dapat berupa daun (Shankar et al., 2004; Philip, 2010), buah
(Jain et al., 2009), maupun biji (Kumar et al., 2010).
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini yaitu untuk mensintesis nanopartikel
perak yang ramah lingkungan dengan memanfaatkan biji jarak pagar
(Jatropha curcas L.) sebagai agen pereduksi dan sekaligus sebagai “capping
agent” serta sebagai bahan awal larutan perak nitrat.
Tujuan khusus dari penelitian ini, antara lain:
1. mengetahui cara ekstraksi biji jarak (Jatropha curcas L.) dengan pelarut
air,
2. mempelajari cara sintesis nanopartikel perak dengan menggunakan
ekstrak biji jarak (Jatropha curcas L.),
3. mendapatkan formulasi yang optimum untuk sintesis nanopartikel perak
menggunakan ekstrak biji jarak (Jatropha curcas L.) sebagai agen
pereduksi,
4. mengetahui karakterisasi sifat fisik dan kimiawi nanopartikel perak yang
dihasilkan,
5. menguji kapasitas antibakteri dari nanopartikel perak yang dihasilkan
serta membandingkannya terhadap nanopartikel perak komersial.
Perumusan Masalah
Biji jarakpagar (Jatropha curcas L) mengandung biomolekul dengan
gugus fungsional hidroksil, amina, dan karbonil sehingga dapat

3

dimanfaatkan sebagai ion pereduksi logam(nanopartikel perak) yang ramah
lingkungan.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat, antara lain:
1.menghasilkan paket inovasi teknologi untuk sintesis nanopartikel yang
ramah lingkungan dengan memanfaatkan ekstrak biji jarak (Jatropha curcas
L.), dan
2.paket inovasi teknologi untuk pembuatan kemasan antimikroba berbasis
nanokomposit.
Hipotesis Penelitian
Ekstrak biji jarak (Jatropha curcas L.) dapat digunakan sebagai agen
pereduksi dalam proses sintesis nanopartikel perak.

2 TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang dapat dilihat pada
Gambar 2.1 telah lama dikenal masyarakat Indonesia pada masa penjajahan
oleh bangsa Jepang pada tahun 1942. Jatropha curcas L. termasuk tanaman
perdu dengan tinggi 1 sampai 7 meter dan bercabang tidak teratur.
Batangnya berkayu, silindris, dan bila terluka akan mengeluarkan getah.
Klasifikasi tanaman jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Klasifikasi tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)
Divisi
Spermatophyta
Angiospermae
Subdivisi
Dicotyledonae
Kelas
Euphorbiaceae
Ordo
Jatropha
Genus
Jatropha curcas Linn
Spesies
Sumber: Deptan (2011)
Tanaman ini dapat tumbuh dengan baik pada dataran rendah sampai
pada ketinggian 500 m dpl. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman jarak
pagar adalah 625 mm/tahun, namun masih dapat tumbuh pada kisaran curah
hujan 300 mm sampai 2.380 mm/tahun. Sedangkan, kisaran suhu yang
diperlukan adalah antara 20 ºC sampai 26ºC, pada suhu ekstrim (dibawah 15
ºC atau diatas 35ºC) akan menghambat pertumbuhan, serta mengurangi
kadar minyak dalam biji dan mengubah komposisinya (Deptan, 2011).
Buah jarak pagar berupa buah kotak berbentuk bulat telur dengan
diameter 2 sampai 4 cm. Panjang buah 2 cm dengan ketebalan sekitar 1 cm.
Buah berwarna hijau ketika muda serta abu-abu kecoklatan atau kehitaman

4

ketika masak. Buahjarak terbagi menjadi 3 sampai 5 ruang, masing-masing
berisi satu biji sehingga tiap buah terdapat 3 sampai 5 biji. Biji berbentuk
bulat lonjong dan berwarna coklat kehitaman. Biji inilah yang banyak
mengandung minyak dengan rendemen mencapai30% sampai 50% dan
mengandung toksin sehingga tidak dapat dimakan (Deptan, 2011).

(a)
(b)
Gambar 2.1 Bagian tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L): (a) daun jarak
& (b) buah jarak
Biji Jarak Pagar(Jatropha curcas L.)
Biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) rata-rata berukuran 18 x 11 x 9 mm,
berat 0.62 gram, dan terdiri atas 58.1 % biji inti berupa daging (kernel) dan
41.9 % kulit. Biji jarak dapat dilihat pada Gambar 2.2. Kulit mengandung
0.8% ekstrak eter. Kadar minyak (trigliserida) dalam inti biji ekuivalen
dengan 55% atau 33% dari berat total biji (Brodjonegoro et al., 2005). Biji
dan cangkang jarak pagar mengandung 20 sampai 40% minyak, namun
bagian inti biji (biji tanpa cangkang) mengandung 45 sampai 60 % minyak
kasar.

(a)
(b)
Gambar 2.2 (a) Bunga jarak; (b) biji jarak (Jatropha curcas L.) (Pambudi,
2007)
Bagian biji jarak merupakan bagian yang paling banyak dikaji
mengandung senyawa aktif. Senyawa curcin dan forbol ester yang
merupakan senyawa racun dan antinutrisi paling banyak ditemukan pada

5

bagian biji. Curcin adalah sejenis racun lektin yang terdapat pada tanaman
jarak pagar. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Aderibigbe et
al. (1997) dan Aregheore et al. (2003), menyebutkan bahwa curcin dapat
diinaktifkan dengan pemanasan basah pada suhu 121 oC selama 30 menit
dengan kadar air 66%. Perlakuan pemanasan juga dapat mengurangi
antinutrisi labil dan juga dapat meningkatkan kecernaan protein (Aderibigbe
et al., 1997).
Asam lemak penyusun minyak jarak pagar terdiri atas 22.7 % asam
lemak jenuh dan 77.3% asam lemak tak jenuh. Kadar asam lemak minyak
terdiri dari 17.0% asam palmitat, 5.6 % asam stearat, 37.1 % asam oleat, dan
40.2% asam linoleat (Brodjongoroet al., 2005). Komposisi asam oleat dan
linoleat bervariasi, sedangkan asam palmitat dan stearat berada pada
komposisi yang relatif tetap (Heller, 1996). Kadar protein biji jarak pagar
(Jatropha curcas L.) berkisar antara 22.2 sampai 27.2 %. Buah jarak pagar
yang berumur 7 tahun atau sampel yang segar memiliki rasio biji dengan
kulit(63:37), dengan protein kasar 25.6%, lemak 57%, dan abu 3.4%.
Bijinya mengandung berbagai senyawa alkaloida, saponin, dan sejenis
protein beracun yang disebut curcin (Sinaga, 2007). Senyawa alkaloid
memiliki aktivitas fisiologi sehingga banyak digunakan dalam bidang
pengobatan. Begitu juga dengan saponin yang merupakan senyawa aktif
yang dihasilkan dari grup steroid atau triterpen yang berikatan dengan gula.
Senyawa saponin dapat berfungsi sebagai penghambat atau pembunuh
mikroba dengan cara berinteraksi dengan membran sterol. Efek utama
saponin terhadap bakteri adalah pelepasan protein dan enzim dari dalam selsel (Zablotowicz et al., 1996).
Menurut Bar et al. (2009), biji jarak pagar (Jatropha curcas L.)
mengandung gugus karbonil, hidroksil, dan gugus fungsional amina yang
dapat berpotensi sebagai ion pereduksi logam dan membatasi pembentukan
partikel baru selama proses pertumbuhannya. Dalam sebuah diskusi
terakhir, telah dilaporkan juga bahwa lateks J. curcas dapat digunakan untuk
mereduksi Ag+ menjadi Ago dan komponen lateks juga bertindak sebagai
agen capping untuk menstabilkan nanopartikel Ag (perak).

Gambar 2.3 Struktur kimia curcin (C19H22O2)
(www.Giftplanzen.com/Jatropha curcas/html)
Nanopartikel Perak

6

Nanopartikel perak memiliki banyak manfaat dalam kehidupan
manusia, terutama sebagai agen antifungal (jamur) dan antibakteri sehingga
sering digunakan pada industri produk pangan. Adapun fakta yang perlu
diketahui yaitu ion maupun nanopartikel perak bersifat sangat beracun dan
berbahaya bagi mikroorganisme. Hal ini diketahui dari nanopartikel perak
yang memiliki aktifitas penghambatan dan efek bakteriasidal serta
aplikasinya secara luas digunakan sebagai agen antibakteri. Aktifitas
antibakteri dari nanopartikel perak dapat diperkirakan melalui pembentukan
zona penghambatan. Beberapa studi menunjukkan bahwa nanopartikel perak
memiliki aktifitas antibakteri yang relatif lebih tinggi pada bakteri gram
negatif dibandingkan pada bakteri gram positif. Hal ini disebabkan karena
adanya lapisan tipis peptidoglikan dan protein beta barel yang disebut porin.
Menurut Geoprincy et al. (2012), mekanisme nanopartikel perak
sebagai zat antimikroba, yaitu nanopartikel perak dapat melekat pada
dinding sel mikroorganisme sehingga dapat mengganggu permeabilitas
dinding sel serta respirasi seluler. Selain itu, nanopartikel perak juga dapat
menembus jauh kedalam dinding sel sehingga menyebabkan terjadinya
kerusakan sel dengan cara berinteraksi dengan fosfor ataupun senyawa yang
mengandung sulfur, seperti DNA dan protein yang terdapat didalam sel.
Sifat bakteriosidal nanopartikel perak disebabkan karena adanya proses
pelepasan ion perak dari partikel yang dapat memberikan aktifitas
antimikroba.
Tim peneliti gabungan dari Florida Institute of Technology (FIT),
State University of New York (SUNY), dan National Institute of Standards
and Technology (NIST) melaporkan bahwa ion perak dan asam humat
(humic acid) dapat membentuk nanopartikel perak yang stabil. Mereka
menganalisis sampel sedimen sungai yang diperkirakan mengandung asam
humat dengan TEM (Transfer Electron Microscopy) dan mendapatkan
bahwa asam humat menyelubungi nanopartikel perak membentuk struktur
yang stabil.
Pada tahun 2003, Gardea-Torresdey et al., memanfaatkan tumbuhan
afalfa (Medicago sativa) yang ditanam pada media dengan penambahan
prekursor AgNO3 sebagai sumber ion Ag+. Hasil yang diperoleh
menunjukkan akar dari tumbuhan afalfa mampu mengabsorbsi perak
sebagai Ago dari media agar melalui suatu kanal dan kemudian ditransfer ke
bagian tunas tumbuhan pada kondisi oksidasi yang sama. Atom-atom perak
tersebut akan membentuk partikel berukuran < 100 nm melalui proses
nukleasi dan beberapa diantaranya saling bergabung membentuk ukuran
yang lebih besar hingga terakumulasi di dalam jaringan tumbuhan.
Penelitian tersebut menunjukkan bahwa tumbuhan mampu menyintesis
nanopartikel perak.
Sintesis Nanopartikel Perak
Sintesis nanopartikel dapat terjadi dengan memanfaatkan tumbuhan
hidup, biomassa tumbuhan, dan ekstrak tumbuhan. Proses reduksi ion Ag+
menjadi nanopartikel dapat terjadi didalam atau diluar sel (Parsons et al.,
2007). Haverkamp & Marshall (2009) meyakini bahwa nanopartikel

7

terbentuk di akar kemudian ditransport dalam tumbuhan dan diakumulasi
dalam sel tumbuhan. Sedangkan, diluar sel, proses sintesis dilakukan dengan
mereaksikan ion logam dengan air rebusan (Shankar et al., 2004; Chandran
et al., 2006; Song et al., 2010) ataupun ektrak tumbuhan (Dubey et al.,
2009). Bagian tumbuhan yang dapat digunakan, antara lain: daun (Shankar
et al., 2004; Philip, 2010), buah (Jain et al., 2009) ataupun biji (Kumar et
al., 2010; Han et al., 2009).
Komponen poli-ol maupun heterosiklik larut air yang terdapat didalam
tanaman merupakan komponen utama yang bertanggung jawab terhadap
reduksi ion perak dan menstabilkan perak (Kumar et al., 2009). Selain itu,
adanya reduktase dalam tanaman dapat mempengaruhi stabilisasi
nanopartikel perak dan juga berperan dalam proses sintesis nanopartikel.
Perkembangan teknologi nano tidak terlepas dari riset mengenai
material nano. Dalam pengembangannya, material nano diklasifikasikan
menjadi tiga kategori, yaitu: material nano berdimensi nol (nanoparticle),
material nano berdimensi satu (nanowire), dan material nano berdimensi
dua (thin films). Pengembangan metoda sintesis nanopartikel merupakan
salah satu bidang yang menarik minat banyak peneliti. Nanopartikel
dapatterjadi secara alamiah ataupun melalui proses sintesis oleh manusia.
Sintesis nanopartikel bermakna pembuatan nanopartikel dengan ukuran
yang kurang dari 100 nm dan sekaligus mengubah sifat atau fungsinya.
Preparasi material nanopartikel merupakan tahap awal untuk
pengembangan teknologi skala nano. Selama ini, preparasi material
nanopartikel dilakukan melalui proses sintesis bottom up dengan cara
sintesis secara kimiawi ataupun top down secara fisika untuk memperoleh
jenis, ukuran, bentuk, dan komposisi nanopartikel yang diinginkan (Parsons
et al., 2007; Tolaymat et al., 2010). Sintesis nanopartikel logam dengan
metoda kimiawi dilengkapi dengan penggunaan surfaktan atau polimer yang
membentuk susunan teratur (self-assembly) pada permukaan nanopartikel
logam. Bagian surfaktan atau polimer yang hidrofob langsung
teradsorpsipada permukaan nanopartikel dan bagian hidrofilnya berada pada
bulk larutan. Bahan organik tersebut (surfaktan dan polimer) dapat
mengontrol kecepatan reduksi danagregasi nanopartikel logam.
Nanopartikel logam mempunyai struktur 3 dimensi berbentuk seperti
bola (solid). Partikel ini dibuat dengan cara mereduksi ion logam menjadi
logam yang tidak bermuatan (nol). Reaksi yang terjadi adalah (Hakim,
Lukmanul; 2008):
Mn+ +
pereduksi
nanopartikel
atau bisa dituliskan sebagai berikut:
AgNO3 + ekstrak tumbuhan
Ag++ NO3Ago
n+
M adalah ion logam yang akan dibuat menjadi nanopartikel. Contoh:
Au, Pt, Ag, Pd, Co, Fe. Sedangkan, contoh dari zat pereduksi adalah natrium
sitrat, borohidrat, NaBH4, dan alkohol. Proses ini terjadi karena adanya
transfer elektron dari zat pereduksimenuju ion logam. Faktor yang
mempengaruhi dalam sintesis nanopartikel, antara lain konsentrasi reaktan,
molekul pelapis (capping agent), temperatur, dan pengadukan.

8

Senyawa Antimikroba
Senyawa antimikroba merupakan senyawa biologis atau kimia yang
dapat menghambat pertumbuhan atau aktivitas mikroba (Jay, 1992).
Senyawa-senyawa kemoterapeutik, baik yang sintesis maupun alami bersifat
toksik terhadap mikroorganisme disebut senyawa antimikroba.
Berdasarkan mekanisme kerjanya, antimikroba dikelompokkan dalam
5 jenis, antara lain:
1) antibakteri yang bekerja menganggu metabolisme sel mikroba, contoh:
sulfonamid, asam p-aminosalisilat (PAS), dan sulfon;
2) antimikroba yang menghambat sintesis membran sel mikroba, contoh:
penisilin, sefalosporin, basitrasin, vankomisin, dan sikloresin;
3) antimikroba yang menganggu permeabilitas mebran sel mikroba,
contoh: polimiksin;
4) antimikroba yang menghambat sintesis protein sel mikroba, contoh:
tetrasiklin dan kloramfenikol; dan antimikroba yang menghambat
sintesis atau merusak asam nukleat sel mikroba, contoh: rifampisin
(Setiabudy, 2007).
Aktivitas zat antimikroba dipengaruhi oleh lingkungan, yaitu
konsentrasi atau intensitas zat antimikrobial, jumlah mikroorganisme, suhu,
spesies mikroorganisme, adanya bahan organik, dan pH. Bakteri gram
positif lebih sensitif terhadap senyawa antimikroba, jika dibandingkan
dengan bakteri gram negatif yang lebih resisten terhadap senyawa
antimikroba. Hal ini disebabkan karena struktur dinding sel bakteri gram
positif lebih sederhana dibandingkan bakteri gram negatif (Pelczar & Chan,
1986).
Dalam penelitian yang telah dilakukan oleh Panacek et al. (2006)
diketahui adanya aktivitas antimikroba dan antibakteri yang tinggi dari
nanopartikel perak pada bakteri gram positif dan gram negatif termasuk
pada galur multiresisten seperti metisilin S. aureus. Aktivitas antibakteri
nanopartikel perak dipengaruhi oleh ukuran. Ukuran nanopartikel perak
yang memiliki aktivitas antibakteri paling baik yaitu pada kisaran 25 nm.
Bakteri Uji
Bakteri adalah mikrooganisme prokariot bersel tunggal yang
hanyadapat dilihat morfologinya dengan bantuan mikroskop. Berdasarkan
penampakan morfologinya, bakteri dikelompokkan ke dalam bentuk batang
(bacillus), koma (vibrio), dan per (spiral). Bakteri dapat dikelompokkan
menjadi dua golongan, yaitu gram positif dan gram negatif. Bakteri gram
positif memiliki dinding sel yang terdiri atas lapisanpeptidoglikan yang
tebal dan asam teichoic. Sedangkan, bakteri gram negatif memiliki lapisan
luar, lipopolisakarida, terdiri atas membran dan lapisan peptidoglikan yang
tipis terletak pada periplasma (diantara lapisan luar dan membran
sitoplasmik). Bakteri ada yang bersifat merugikan disebut sebagai bakteri
patogen. Bakteri patogen sangat berbahaya bagi kesehatan manusia.
Beberapa contoh bakteri patogen, yaitu:

9

1) Staphylococcus aureus (S. aureus)
S. aureus adalah bakteri gram positif yang termasukdalam genus
Staphylococcus. Bakteri ini berbentuk kokus dengan suhu optimal
pertumbuhan 37 sampai 40oC, pH optimum 6.0 sampai 8.0 dan aktivitas air
(aw) minimum 0.86 (Jay, 1992). S.aureus merupakan mikroba flora normal
yang terdapat pada permukaan kulit, rambut, hidung, mulut, dan
tenggorokan. S. aureus dapat menghasilkan enterotoksin yang menyebabkan
keracunan makanan (Blackburn dan McClure, 2002).
S.aureus tumbuh secara anaerobik fakultatif, tidak berkapsul, tidak
motil, dan tidak membentuk spora. Kumpulan sel-selnya menyerupai buah
anggur. S.aureus juga tahan garam dan tumbuh baik pada medium yang
mengandung 7.5% NaCl. Bakteri ini memproduksi enterotoksin yang dapat
menyebabkan keracunan (Fardiaz, 1983).
2) Eschericia coli (E. coli)
Bakteri E. coli termasuk bakteri gram negatif yang berukuran panjang
2.0 sampai 6.0 mikron dan lebar 1.1 sampai 1.5 mikron. Bakteri ini
ditemukan dalam bentuk tunggal atau berpasangan, bersifat motil atau non
motil (Fardiaz, 1983). Bakteri E.coli merupakan bakteri gram negatif yang
termasuk dalam famili Enterobacteriaceae. E. coli bersifat aerobik dan
fakultatif anaerobik. Bakteri ini dapat tumbuh optimum pada suhu 35
sampai 40oC. Bakteri ini dapat tumbuh pada aktivitas air (aw) minimum 0.95
dan pH optimum 4.4 (Blackburn dan McClure, 2002).
3) Bacilus cereus (B. cereus)
B. cereustermasuk bakteri gram positif, bersifat aerobik, dan dapat
membentuk endospora. B. cereus merupakan bakteri berbentuk batang.
Keracunan akan timbul jika seseorang menelan bakteri atau bentuk
sporanya, kemudian bakteri bereproduksi dan menghasilkan toksin di dalam
usus atau seseorang mengkonsumsi pangan yang telah mengandung toksin
dari B. cereus.
4) Salmonella typhimurium(S. typhimurium)
S. typhimuriummerupakan bakteri gram negatif. Bakteri ini tidak
membentuk spora dan memiliki kapsul. S. typhimurium bersifat fluktuatif
dan sering disebut facultative intra-celullar parasites. Dinding selnya terdiri
atas murein, lipoprotein, fosfolipid, protein, dan lipopolisakarida (LPS),
serta tersusun sebagai lapisan-lapisan (Dzen, 2003). Bakteri ini tahan hidup
dalam air yang membeku untuk waktu yang lama (Brooks, 2005).

10

1 3 METODE

Bahan
Bahan
utama yang digunakan dalam penelitian ini yaitu
menggunakan bubuk perak nitrat (AgNO3) dari Sigma Aldrich serta biji
jarak pagar (Jatropha curcas L.) dari Biosurfactan yang digunakan sebagai
agen pereduksi nanopartikel perak (NPAg). Sedangkan, bahan yang
digunakan untuk uji aktivitas antimikroba, antara lain: nutrient agar (NA),
nutrient broth (NB), dan beberapa jenis bakteri (Eshericia coli,
Staphylococcus aureus, Salmonella typhii., dan Bacillus cereus).
Alat
Alat yang digunakan untuk produksi NPAg, antara lain: hot plate,
autoklaf, sentrifus, pH-meter, neraca analitik, jarum ose, pipet mikro, pipet
Mohr, gelas ukur, sudip, batang pengaduk, shaker incubator, oven, labu
erlenmeyer, kertas Whatman No. 1, dan alat-alat gelas lainnya.
Sedangkan, peralatan analisis yang digunakan, yaitu spektrofotometer
UV-Vis(UV-1800 Shimadzu), Particle Size Analyzer (PSA), Scanning
Electron Microscopy (SEM) (JEOL Model JSM 5310 LV), serta FTIR
(Shimadzu-FTIR spectrometer).
Waktu dan Lokasi
Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2014 sampai Februari
2015. Penelitian dilaksanakan di laboratorium Teknologi Pengolahan
Pangan, laboratorium Biokimia Pangan, dan laboratorium Kimia Pangan
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian IPB,
laboratorium Kimia dan Mikrobiologi, PAU, SEAFAST Center IPB, Balai
Inkubator Puspiptek - Serpong, serta Departemen Kehutanan Gunung Batu Bogor.
Prosedur Percobaan
1. Ekstraksi biji jarak (Bar et al., 2009) dan(Jagtap, et al., 2013)
Biji jarak dikeringkan terlebih dahulu pada suhu 60 oC selama 12 jam.
Setelah itu, biji jarak hasil pengeringan digiling kering menggunakan
penggiling mekanik hingga diperoleh bubuk kering biji jarak. Bubuk kering
biji jarak tersebut yang akan digunakan untuk karakterisasi. Selanjutnya,
sebanyak 50 gram bubuk kering biji jarakdirebus dengan menggunakan
1000 ml air deionisasi mendidih dalam gelas ukur 1000 ml. Larutan direbus
selama 2 jam. Larutan biji jarak disentrifugasi pada kecepatan 10000 rpm
selama 15 menit untuk menghilangkan residu yang tidak diinginkan. Setelah
larutan dingin, dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas
Whatman No. 1. Air rebusan biji jarak hasil penyaringan akan digunakan

11

untuk proses sintesis nanopartikel perak. Air rebusan dapat disimpan pada
suhu 6 oC selama 2 minggu.
2. Sintesis nanopartikel perakBar et al., (2009)
Sintesis dilakukan dengan mencampur larutan AgNO3 dan larutan
ekstrak biji jarak. Sebanyak 250 ml AgNO3 10-2 M akan direaksikan dengan
50 ml ekstrak biji jarak dan dilakukan proses pemanasan pada suhu 80
o
C.Sebagai indikator telah terbentuknya nanopartikel perak, maka diamati
adanya perubahan warna larutan ekstrak biji jarak dari awalnyaberwarna
bening sampai berwarna kekuningan hingga cokelat setelah pemanasan
selama 15 menit. Perlakuan yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu
dengan memvariasikan rasio volume campuran larutan ekstrak bii jarak
dengan AgNO3. Rasio yang akan diujikan, yaitu 1:5 (E1P5); 1:10 (E1P10);
dan 1:15 (E1P15) (v:v).
3. Karakterisasi nanopartikel perak
3.1 Analisis spektrofotometri UV-Vis (Bar et al., 2009)
Karakterisasi hasil sintesis dilakukan dengan spektrofotometer UVVis (UV-1800 Shimadzu) yang memiliki resolusi 1 nm. Instrumen
spektrofotometer UV-Vis distandarisasi dengan menggunakan blanko.
Blanko yang digunakan adalah larutan yang tidak ditambahkan AgNO3.
Larutan yang mengandung nanopartikel perak dimasukkan ke dalam kuvet
kuarsa kemudian dilakukan pengukuran pada panjang gelombang 200-800
nm.
3.2 Analisis Particle Size Analyzer (PSA) (Balachandran, 2013)
Sebelum analisis distribusi ukuran nanopartikel perak dengan
menggunakan PSA terlebih dahulu diukur indeks refraksi dan viskositas
supernatan kultur yang tidak ditambahkan AgNO3. Larutan yang
mengandung nanopartikel perak dimasukkan ke dalam kuvet kemudian
dianalisis dengan instrumen PSA. Sampel dengan nilai PSA yang terkecil
selanjutnya akan diuji aktivitas antimikroba dan dibandingkan dengan
sampel NPAg komersial (NPAg K).
3.3 Analisis ukuran dan bentuk nanopartikel (SEM) (Ibrahim, 2014)
Analisis ukuran dan bentuk nanopartikel menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM) dengan JEOL Model JSM 5310 LV. Prosedur
analisisnya yaitu dengan meneteskan suspensi diatas plat listrik yang bersih
dan memungkinkan air dapat menguap. Tegangan listrik yang digunakan
untuk analisis menggunakan SEM yaitu sebesar 15 kW, serta sampel akan
dilapisi dengan emas.
3.4 Analisis dengan spektrometer FTIR (Bar et al., 2009)
Nanopartikel perak yang terbentuk dari ekstrak biji jarak akan
disentrifus.Hasil padatan yang diperoleh selanjutnya dikeringkan dengan
menggunakan oven vakum. Bubuk nanopartikel perak selanjutnya akan
dianalisis dengan menggunakan Shimadzu-FTIR spectrometer. Analisis
FTIR digunakan untuk menentukan gugus fungsional yang terdapat pada

12

ekstrak biji jarak (Jatropha curcas L.) sehingga dapat berperan dalam proses
sintesis nanopartikel perak.
4. Pengujian kapasitas antimikroba dari nanopartikel Ag
4.1 Persiapan kultur uji
Terlebih dahulu disiapkan kultur uji (Gambar 3.1) dengan
menginokulasikan satu ose kultur murni dari agar miring Nutrient Agar
(NA) kedalam 10 ml medium cair Nutrient Broth (NB) secara aseptik.
Kultur uji kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 37oC. Kultur uji
yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain Bacillus cereus, Eschericia
coli, Salmonella typhimurium, dan Staphylococcus aureus.
kultur murni bakteri
diinokulasikan ke dalam 10 mlNutrient Broth
diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam
kultur uji
Gambar 3.1 Diagram alir persiapan kultur uji
4.2 Pengujian aktifitas antimikroba dengan metode cakram
Kultur uji diinokulasikan sebanyak 0.2 ml kedalam media NA 100 ml
sehingga diperoleh konsentrasi 0.2% yang telah siap dituang ke cawan petri
steril. Selanjutnya, 20 ml media NA yang telah berisi kultur uji dituangkan
ke cawan petri dan dibiarkan menjadi padat.Setelah memadat, dibuat sumur
dengan diameter 6mm dengan kedalaman yang seragam, larutan
nanopartikel perak dituangkan kedalam sumur hingga setengah sumur terisi
oleh larutan nanopartikel perak, dan diinkubasi pada suhu 37oC selama 1
hari. Zona penghambatan adalah lebar areal bening yang terbentuk di sekitar
sumur yang diukur dengan jangka sorong dengan satuan mm (Gambar 3.2).

13

Kultur uji
diinokulasi 0.2 % kedalam 20 ml NA
dituangkan kedalam cawan petri dan dibiarkan
Dibuat sumur dengan diameter 6mm,
lalu diisi dengan larutan nanopartikel
perak hingga setengah sumur terisi
diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam
diukur diameter penghambatan

Gambar 3.2 Diagram alir metode sum

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil sintesis menggunakan air rebusan ekstrak biji jarak
(Jatropha curcas L.) yang direaksikan dengan larutan AgNO3 terjadi
perubahan warna pada larutan ekstrak biji jarak. Perubahan warna yang
terjadi pada larutan ekstrak biji jarak yaitu dari berwarna kuning bening
menjadi cokelat kemerahan. Hal ini merupakan salah satu indikasi
terjadinya reaksi yaitu terbentuknya nanopartikel perak (NPAg). Perubahan
warna terjadi karena adanya proses reduksi ion perak dengan menggunakan
ekstrak biji jarak. Akan tetapi, perubahan warna tidak dapat dijadikan
sebagai indikasi utama terbentuknya nanopartikel. Perlu dilakukan uji lain
yaitu
salah
satunya
menggunakan
spektrofotometri
UV-vis.
Spektrofotometri UV-vis menjadi salah satu karakter yang dapat digunakan
untuk mengkonfirmasi telah terbentuknya nanopartikel perak.
Analisis Spektrofotometri UV-vis Nanopartikel Perak
Analisis spektrofotometer UV-vis digunakan untuk mengkonfirmasi
pembentukan nanopartikel dari hasil sintesis. Absorbansi pada panjang
gelombang tertentu menunjukkan karakter yang unik dari suatu partikel.
Selain itu, spektrum panjang gelombang maksimum (λmaks) menunjukkan
sebaran ukuran partikel yang dihasilkan dari proses sintesis. Kestabilan
NPAg diindikasikan dengan terbentuknya larutan berwarna coklat
kemerahan. Karakterisasi ini dilakukan pada saat 15 menit setelah ekstrak
biji jarak direaksikan dengan larutan AgNO3 dengan tiga macam variasi
perbandingan E1P5, E1P10, dan E1P15.

14

4.5

3

4

1

3.5

1
2
3
4
5

absorbansi

3
2.5

2

2
1.5

ekstrak jarak
AgNO3
E1P5
E1P10
E1P15

1
0.5

4, 5

0
-0.5

200

250

300

350

400

450

500 550
λ (nm)

600

650

700

750

800

Gambar 4.1 Hasil pengujian spektrum NPAg spektro UV-vis dengan variasi
rasio ekstrak jarak dan AgNO3
Pada Gambar 4.1 dapat terlihat bahwa larutan AgNO3 memiliki λmaks
sebesar 200 nm. Sedangkan, larutan ekstrak biji jarak memiliki λmaks yang
lebih lebar yaitu sebesar 250 hingga 300 nm. Setelah kedua larutan
direaksikan, diperoleh kisaran λmaks yang berbeda yaitu antara 400 hingga
500 nm. Hal ini menunjukkan terbentuknya komponen baru pada larutan.
Menurut Solomon et al. (2007) & Vivekanandan (2008) menyatakan bahwa
pada umumnya NPAg memiliki absorpsi yang kuat pada panjang
gelombang antara 400 hingga 500 nm. Adanya serapan baru pada daerah
400 hingga 500 nm membuktikan bahwa proses sintesis menggunakan
ekstrak biji jarak telah menghasilkan NPAg.
Berdasarkan hasil penelitian dengan mempelajari pengaruh variasi
volume larutan AgNO3 yang direaksikan dengan larutan ekstrak biji jarak,
diperoleh hasil bahwa λmaks terbesar terdapat pada variasi penambahan
volume larutan AgNO3 yang paling sedikit yaitu sampel E1P5 (rasio volume
ekstrak biji jarak : AgNO3 yaitu 1 : 5). Seperti yang dapat dilihat pada
Gambar 4.1 bahwa penurunan λmaks terjadi seiring dengan meningkatnya
volume larutan AgNO3 yang ditambahkan kedalam larutan ekstrak biji
jarak. Nilai λmaks menunjukkan ukuran partikel yang terbentuk dari sintesis
nanopartikel perak dari hasil sintesis. Secara kualitatif, dapat diasumsikan
bahwa semakin tinggi λmaks, maka jumlah nanopartikel yang terbentuk
semakin banyak.
Selain itu, nilai absorbansi juga dapat menunjukkan kecenderungan
ukuran NPAg. Menurut Solomon et al. (2007) menyatakan bahwa ukuran
nanopartikel perak akan semakin kecil seiring dengan pertambahan waktu
dan λmaks suatu larutan. Semakin tinggi nilai absorbansi, maka ukuran NPAg
semakin besar. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa sampel
E1P5 memiliki λmaks paling tinggi dibandingkan E1P10 dan E1P15. Larutan
NPAg memiliki nilai pH= 5 selama proses reaksi yang diukur menggunakan
indikator pH universal (Gambar 4.2).

15

6.00
5.00

pH

4.00
3.00

2.00
1.00
0.00
Ekstrak Jarak

AgNO3

E5P5
Perlakuan

E5P10

E5P15

Gambar 4.2 Hasil pengujian pH dengan variasi rasio ekstrak jarak dan
AgNO3
Analisis FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Spektrofotometri inframerah merupakan salah satu analisis yang
digunakan untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa organik serta
untuk mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan
membandingkan daerah khasnya. Menurut Silverstein et al. (1999), energi
yang dihasilkan oleh radiasi inframerah menyebabkan vibrasi atau getaran
pada molekul. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui bahwa telah terjadi
ikatan antara senyawa aktif yang ada pada ekstrak biji jarak dengan molekul
AgNO3 (silver nitrat) sehingga menghasilkan NPAg.
Ag-O

C=C

O-H

C-O
C=O
N-H

Gambar 4.3 Hasil spektrum NPAg dari ekstrak biji jarak dengan spektro-IR

16

Berdasarkan hasil yang telah diperoleh pada Gambar 4.3,
menunjukkan adanya peak pada bilangan gelombang 3673.81 yang
merupakan ikatan O-H dengan tipe senyawa alkohol dan fenol (Skoog
2007). Gugus polar pada ikatan O-H yang berasal dari ekstrak biji jarak
memiliki kemampuan yang baik untuk bereaksi dengan ion logam (seperti:
ion perak). Menurut Gurunathan et al. (2009), ion hidroksida diperlukan
untuk mempercepat proses reduksi ion Ag+. Hal tersebut dikarenakan daya
mereduksi protein yang terlibat sebagai agen pereduksi, mengalami
peningkatan dalam kondisi basa. Selain itu, terdapat peak pada bilangan
gelombang 3434.49 yang merupakan ikatan N-H dengan tipe senyawa
amina dan amida dengan intensitas sedang (Skoog 2007). Protein yang
terdapat pada ekstrak biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang memiliki
gugus amina berperan dalam proses reduksi ion Ag+ menjadi Ago
(nanopartikel Ag). Hasil ini sama dengan yang telah dikemukan oleh Li et
al. (2007), menyatakan bahwa berdasarkan hasil karakterisasi FTIR pada
Capsicum annuum L, protein yang memiliki gugus amina berperan dalam
proses reduksi. Hasil ini menunjukkan bahwa protein dapat mengikat
permukaan nanopartikel baik melalui kelompok amina bebas atau residu
sistein, yang bertindak sebagai agen capping dan menstabilkan partikel.
Pada saat terjadinya proses reduksi terjadi penambahan elektron sehingga
muatan dari ion Ag menjadi tidak bermuatan (Timberlake 2010). Selain itu,
ditemukan peak serapan pada bilangan gelombang 1736.14 yang merupakan
ikatan C=O (karbonil) dengan intensitas kuat. Peak lain juga ditemukan
pada daerah bilangan gelombang 1646.41 merupakan ikatan C=C dengan
tipe senyawa alkena, serta pada bilangan gelombang 1163.81 yang
merupakan ikatan C-O dengan tipe senyawa alkohol, eter, asam karboksilat,
dan ester.
SEM (Scanning Electron Microscopy)
Analisis SEM bertujuan untuk mengetahui morfologi dari NPAg yang
disintesis dari ekstrak biji jarak. Prinsip kerja SEM yaitu dengan cara
menembakkan permukaan benda dengan berkas elektron berenergi tinggi,
permukaan benda yang dikenai berkas elektron akan memantulkan kembali
berkas tersebut atau menghasilkan elektron sekunder ke segala arah.
Dari data yang telah diperoleh pada Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa
morfologi sebaran NPAg dalam larutan ekstrak biji jarak rata-rata memiliki
bentuk serabut tidak beraturan dan berukuran besar. Hal ini dikarenakan
NPAg yang disintesis dari ekstrak tumbuhan memiliki stabilitas yang rendah
sehingga kurangnya pengadukan pada saat sintesis NPAg memungkinkan
NPAg mudah teragregasi. Pengadukan memiliki tujuan untuk mempercepat
terjadinya reaksi serta menghomogenkan larutan. Sehingga proses tersebut
mampu mencegah terjadinya agregasi. NPAg yang dihasilkan dari proses
sintesis berupa cairan perlu untuk distabilkan dengan mencegah gaya Van
der Waals yang dapat menyebabkan koagulasi (penggumpalan) antar
partikel (Tripathy et al., 2010). Pemberian polimer yang berfungsi sebagai
penghalang elektrostatik atau mengelilingi permukaan partikel dapat
digunakan untuk menstabilkan larutan sintesis NPAg. Selain itu, dari hasil
penelitian yang diperoleh menunjukkan larutan indikator yang dihasilkan

17

belum stabil, terlihat dari dari banyaknya endapan yang terdapat pada
larutan hasil sintesis. Oleh karena itu, diperlukan suatu senyawa sebagai
agen penstabil dalam proses sintesis nanopartikel.

Gambar 4.4 Hasil SEM pada NPAg perbesaran 10000x
Analisis PSA (Particle Size Analyzer)
Konfirmasi terbentuknya nanopartikel perak berdasarkan korelasi
λmaks pada spektrum UV-Vis juga dapat dipastikan dengan menggunakan
PSA (Particle Size Analyzer). Analisis distribusi ukuran partikel
menggunakan alat Beckman Coulter Delsa™ NanoC Particle Analyzer.
Tujuan dari analisis ini adalah untuk mengetahui ukuran partikel.
Pengukuran menggunakan PSA lebih akurat dibandingkan dengan
menggunakan SEM (Scanning Electron Microscope). Pada Gambar 4.5
menunjukan distribusi ukuran partikel untuk sampel E1P5, E1P10, dan
E1P15. Hasil pengukuran PSA berbentuk distribusi sehingga dapat
digunakan untuk menentukan ukuran partikel secara keseluruhan.
Pengukuran dilakukan pada suhu 25oC dengan indeks bias sebesar 1.3332
dan viskositas sampel sebesar 0.8878 cP. Indeks bias dan viskositas penting
diketahui untuk meningkatkan akurasi pengukuran menggunakan instrumen
PSA.
Berdasarkan hasil PSA dapat dilihat bahwa formulasi sampel E1P5
menghasilkan ukuran partikel rerata yang paling kecil dibanding sampel
E1P10 dan E1P15. Formulasi sampel E1P5 memiliki ukuran rata-rata NPAg
yaitu pada kisaran 34 hingga 62 nm. Sedangkan, ukuran rata-rata NPAg
pada sampel E1P10 dan E1P15 yang terbentuk semakin besar antara 37 nm
hingga 116 nm. Dari hasil analisis menggunakan PSA, diketahui bahwa
sampel E1P5 memiliki ukuran partikel rerata terkecil sehingga hanya sampel
ini yang akan digunakan untuk uji aktivitas antimikroba. Analisis PSA
dilakukan juga pada sampel NPAg K yang memiliki ukuran partikel rerata
sebesar 44.8 nm.