Pengembangan Nanomaterial Antimikrob dari Daun Pepaya (Carica papaya)

Abstract

Produk pangan merupakan bahan yang mudah mengalami kerusakan akibat kontaminasi mikroorganisme dan berpotensi menjadi sumber penyakit (foodborne disease). Tindakan yang dapat dilakukan untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme pada pangan yaitu dengan aplikasi antimikroba sintesis maupun alami. Salah satu bahan alami yang jumlahnya melimpah dan dapat menjadi sumber antimikroba yaitu daun pepaya (Carica papaya). Daun pepaya memiliki senyawa bioaktif yang bersifat antimikroba. Ekstrak daun pepaya dapat mencegah pertumbuhan bakteri Gram positif maupun negatif dan juga kapang. Ekstrak antimikroba memiliki tantangan dalam penerapannya sehingga membutuhkan proses optimasi. Salah satu teknologi yang dapat diterapkan yaitu nanoteknologi atau teknologi pengecilan ukuran. Nanoteknologi pada bahan daun pepaya sebagai antimikroba belum pernah dilakukan, sehingga dilakukan kajian literatur pada bahan pangan yang telah banyak dikembangkan dengan nanoteknologi seperti rempah. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengkaji metode pembuatan nanomaterial dan evaluasi antimikroba berbasis rempah serta mengembangkan nanomaterial antimikroba dari daun pepaya. Berdasarkan kajian literatur diketahui bahwa metode sintesis nanomaterial yang menghasilkan partikel terkecil yaitu metode emulsifikasi minyak atsiri dan eugenol cengkeh yang dapat menghambat Listeria monocytogenes hingga 14 mm sedangkan untuk aktivitas antimikroba terbesar ditunjukkan oleh nanopartikel cinnamaldehyde dengan ukuran 38,63 nm dan zona hambat 35 mm pada Aspergillus niger. Berdasarkan jenis bahan, pengembangan nanomaterial daun pepaya dilakukan dengan metode milling (penggilingan) menggunakan mesin Planetary Ball Mills (PBM). Proses milling dilakukan dengan ball to powder ratio (BPR) 40:1 dan 20:1 dengan lama milling 5 jam dalam kondisi basah (wet milling) dan kering (dry milling). Berdasarkan hasil analisis ukuran partikel dan X ray diffraction diketahui bahwa proses milling terjadi secara efektif. BPR 40:1 dengan kondisi wet milling menghasilkan nanomaterial dengan ukuran partikel terkecil 554,2 nm dan polidispersity index (PI) 0,477. Lebih efektif jika dibandingkan dengan BPR yang sama pada kondisi dry milling yang menghasilkan nanomaterial dengan ukuran lebih besar yaitu 752,7 nm dan PI 0,759. Hasil XRD menunjukkan adanya kontaminan berupa aluminium oksida (Al2O3). Untuk mencegah adanya kontaminan dilakukan milling dengan BPR 20:1 dalam kondisi wet milling dan menghasilkan nanomaterial dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan BPR 40:1 yaitu 1508 nm dan PI 0,403. Hasil analisis aktivitas antimikroba secara kualitatif menunjukkan adanya penghambatan pada Staphylococcus aureus, Escherichia coli, dan Salmonella Thypimurium. Penghambatan yang kurang efektif diakibatkan ukuran bakteri dua kali lebih besar dibandingkan nanomaterial daun pepaya yang dihasilkan.