“Karakterisasi Fisikokimia dan Aktivitas Biologis Nanoemulsi Sirih merah (Piper crocatum) sebagai Agen Anti-melanogenesis

Abstract

produksi dan akumulasi melanin secara berlebihan akibat peningkatan stres oksidatif, peroksidasi lipid, dan proses melanogenesis yang dipicu oleh reactive oxygen species (ROS). Ekstrak daun sirih merah (Piper crocatum) diketahui memiliki aktivitas antioksidan dan penghambatan enzim tirosinase, namun pemanfaatannya masih terbatas karena kelarutan dan bioavailabilitasnya yang rendah. Penelitian ini bertujuan mengembangkan nanoemulsi ekstrak daun sirih merah (NE-SM) serta mengevaluasi karakteristik fisikokimia dan aktivitas biologisnya sebagai kandidat agen anti-melanogenesis. Nanoemulsi sirih merah disintesis menggunakan metode emulsifikasi berenergi tinggi, kemudian dikarakterisasi berdasarkan ukuran partikel, indeks polidispersitas, zeta potensial, efisiensi enkapsulasi, dan profil pelepasannya secara in vitro. Aktivitas biologis dievaluasi melalui pengujian aktivitas antioksidan metode DPPH, penghambatan peroksidasi lipid metode TBA, penghambatan enzim tirosinase, penghambatan aktivitas melanogenesis pada sel melanoma B16F10, serta uji viabilitas sel fibroblas NIH/3T3 menggunakan metode MTT. Nanoemulsi yang dihasilkan memiliki ukuran partikel sebesar 218,73 ± 1,24 nm, indeks polidispersitas 0,28 ± 0,01, zeta potensial -22,98 ± 1,31 mV, dan efisiensi enkapsulasi sebesar 90,50 ± 0,87%. Dibandingkan dengan ekstrak sirih merah (SM), NE-SM menunjukkan aktivitas antioksidan dan aktivitas penghambatan enzim tirosinase yang lebih tinggi, dengan nilai IC50 masing-masing sebesar 26,56 ± 1,72 µg/mL dan 2655,18 ± 23,06 µg/mL. NE-SM juga menunjukkan kemampuan menghambat peroksidasi lipid yang tinggi dan sebanding dengan kontrol positif a-tokoferol. Pada pengujian seluler, NE-SM mampu menekan produksi melanin pada sel B16F10 hingga sebanding dengan asam kojat. NE-SM juga menunjukkan pelepasan kumulatif senyawa fenolik yang lebih tinggi dan berkelanjutan, yaitu 73,51 ± 2,04% selama 16 jam, dibandingkan dengan SM (32,96 ± 0,85%). Uji viabilitas menunjukkan bahwa baik SM maupun NE-SM mampu mempertahankan viabilitas sel fibroblas NIH/3T3 di atas 80% pada seluruh konsentrasi hingga 500 µg/mL, sehingga tidak menunjukkan efek sitotoksik terhadap sel fibroblas normal. Secara keseluruhan, formulasi nanoemulsi berhasil meningkatkan karakteristik fisikokimia, pelepasan senyawa aktif, dan aktivitas biologis ekstrak daun sirih merah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nanoemulsi ekstrak daun sirih merah berpotensi dikembangkan sebagai bahan aktif alami dalam formulasi kosmetik anti-hiperpigmentasi.

melanin production and accumulation resulting from increased oxidative stress, lipid peroxidation, and melanogenesis induced by reactive oxygen species (ROS). Red betel leaf (Piper crocatum) extract has been reported to possess antioxidant and tyrosinase inhibitory activities; however, its application is limited by its poor solubility and low bioavailability. This study aimed to develop a red betel leaf extract nanoemulsion (NE-SM) and evaluate its physicochemical characteristics and biological activities as a potential anti-melanogenesis agent. The red betel leaf nanoemulsion was prepared using a high-energy emulsification method and characterized based on particle size, polydispersity index (PDI), zeta potential, encapsulation efficiency, and in vitro release profile. Biological activities were evaluated through DPPH radical scavenging assay, thiobarbituric acid (TBA) lipid peroxidation inhibition assay, tyrosinase inhibition assay, anti-melanogenesis assay in B16F10 melanoma cells, and NIH/3T3 fibroblast cell viability assay using the MTT method. The resulting nanoemulsion exhibited a particle size of 218,73 ± 1,24 nm, a polydispersity index of 0,28 ± 0,01, a zeta potential of -22,98 ± 1,31 mV, and an encapsulation efficiency of 90,50 ± 0,87%. Compared with the red betel leaf extract (SM), NE-SM demonstrated stronger antioxidant and tyrosinase inhibitory activities, with IC50 values of 26,56 ± 1,72 µg/mL and 2655,18 ± 23,06 µg/mL, respectively. Furthermore, NE-SM exhibited potent lipid peroxidation inhibitory activity comparable to that of a-tocopherol. In the cellular assay, NE-SM suppressed melanin production in B16F10 cells to a level comparable with kojic acid. NE-SM also showed a higher and more sustained cumulative release of phenolic compounds (73,51 ± 2,04% over 16 h) than SM (32,96 ± 0,85%). Cell viability assays demonstrated that both SM and NE-SM maintained NIH/3T3 fibroblast viability above 80% at all tested concentrations up to 500 µg/mL, indicating no cytotoxic effects on normal fibroblast cells. Overall, nanoemulsion formulation successfully improved the physicochemical properties, active compound release, and biological activities of red betel leaf extract. These findings suggest that red betel leaf extract nanoemulsion has promising potential as a natural active ingredient for anti-hyperpigmentation cosmetic formulations