Rahasia Mangrove Jadi Nanopartikel:Terobosan Hijau untuk Antikanker, Antimikroba, dan Kesehatan!

Pemanfaatan Ekstrak Mangrove dalam Sintesis Nanopartikel Hijau untuk Aplikasi Biomedis dan Kesehatan

 

ABSTRAK

 

Ekosistem mangrove merupakan sumber bahan alam yang kaya metabolit sekunder, antara lain polifenol, flavonoid, tanin, terpenoid, alkaloid, steroid, dan senyawa fenolik lainnya. Keragaman fitokimia tersebut memberikan peluang untuk mengintegrasikan sumber daya mangrove dengan teknologi nanomaterial melalui pendekatan sintesis hijau (green synthesis). Artikel ini bertujuan mengkaji secara kritis pemanfaatan ekstrak tanaman mangrove sebagai agen bioreduktor, capping agent, dan penstabil dalam sintesis nanopartikel untuk aplikasi biomedis dan kesehatan. Studi literatur dilakukan dengan menelusuri publikasi ilmiah mengenai fitokimia mangrove, sintesis nanopartikel berbasis ekstrak tanaman, mekanisme biosintesis, karakterisasi nanomaterial, serta aktivitas biologisnya. Literatur menunjukkan bahwa ekstrak Rhizophora mucronata, Avicennia marina, dan Sonneratia alba mampu digunakan dalam sintesis nanopartikel logam dan oksida logam. R. mucronata telah dilaporkan menghasilkan nanopartikel perak (AgNPs) berukuran nanometer dengan aktivitas antimikroba, sedangkan A. marina dapat digunakan dalam sintesis AgNPs dan ZnO-NPs yang menunjukkan aktivitas antimikroba, antioksidan, dan sitotoksik terhadap sel kanker pada model in vitro. Sementara itu, ZnO-NPs berbasis ekstrak S. alba dilaporkan mempunyai aktivitas antibakteri, antioksidan, dan anti-inflamasi. Secara mekanistik, senyawa fenolik, flavonoid, tanin, terpenoid, protein, gula pereduksi, dan biomolekul lainnya berperan dalam reduksi prekursor serta stabilisasi permukaan nanopartikel. Meskipun demikian, bukti yang tersedia masih didominasi penelitian in vitro, sehingga istilah “superior” atau “biokompatibel” perlu digunakan secara hati-hati sampai tersedia data toksikologi dan in vivo yang memadai. Standardisasi bahan baku, komposisi ekstrak, ukuran partikel, morfologi, muatan permukaan, stabilitas, toksisitas sistemik, dan reproduktibilitas proses merupakan tantangan utama menuju translasi klinis. Sintesis hijau berbasis mangrove berpotensi menjadi platform berkelanjutan untuk pengembangan material antimikroba, antioksidan, anti-inflamasi, dan sistem penghantaran obat, tetapi masih membutuhkan validasi praklinis dan standardisasi yang kuat.

 

Kata kunci: mangrove; sintesis hijau; nanopartikel; AgNPs; ZnO-NPs; fitokimia; nanomedisin; biomedis.

 

1. PENDAHULUAN

 

Nanoteknologi telah berkembang menjadi salah satu bidang strategis dalam ilmu kesehatan karena material pada skala nano dapat memiliki karakteristik fisikokimia yang berbeda dibandingkan material dalam bentuk bulk. Luas permukaan spesifik yang tinggi, kemampuan berinteraksi dengan biomolekul, sifat optik yang khas, serta kemungkinan modifikasi permukaan menjadikan nanopartikel menarik untuk dikembangkan sebagai agen antimikroba, sistem penghantaran obat, material diagnostik, dan kandidat terapi kanker. Dalam konteks biomedis, karakteristik nanopartikel sangat ditentukan oleh ukuran, bentuk, komposisi, kristalinitas, muatan permukaan, dan biomolekul yang berada pada permukaannya (El-Seedi et al., 2019; Singh et al., 2023).

 

Meskipun demikian, metode fisik dan kimia konvensional untuk menghasilkan nanopartikel dapat membutuhkan temperatur atau tekanan tinggi, pelarut organik, agen pereduksi, dan bahan penstabil tertentu. Beberapa proses juga menghasilkan produk samping yang perlu dipisahkan sebelum material digunakan dalam sistem biologis. Kondisi tersebut mendorong perkembangan sintesis biologis atau sintesis hijau yang menggunakan organisme, biomolekul, atau ekstrak tumbuhan sebagai bagian dari proses pembentukan nanopartikel.

 

Sintesis nanopartikel berbasis ekstrak tanaman mempunyai keunggulan karena metabolit sekunder tanaman dapat menjalankan lebih dari satu fungsi dalam proses sintesis. Senyawa fenolik, flavonoid, terpenoid, gula pereduksi, protein, asam amino, dan biomolekul lain dapat berperan sebagai donor elektron untuk mereduksi ion logam sekaligus berinteraksi dengan permukaan nanopartikel yang terbentuk. Dengan demikian, ekstrak tanaman dapat berfungsi sebagai agen pereduksi dan capping/stabilizing agent secara bersamaan (El-Seedi et al., 2019; Singh et al., 2023).

 

Mangrove merupakan kelompok tumbuhan halofitik yang mampu hidup pada lingkungan pesisir dengan tekanan salinitas, genangan, oksidatif, dan kondisi lingkungan yang relatif ekstrem. Adaptasi tersebut berkaitan dengan produksi berbagai metabolit sekunder yang mempunyai fungsi perlindungan biologis. Kajian fitokimia menunjukkan bahwa mangrove mengandung flavonoid, tanin, terpenoid, steroid, alkaloid, saponin, dan senyawa fenolik dalam berbagai bagian tanaman (Bandaranayake, 2002; Salem et al., 2019).

 

Rhizophora mucronata, Avicennia marina, dan Sonneratia alba merupakan tiga spesies mangrove yang menarik dalam konteks ini. R. mucronata dilaporkan mengandung alkaloid, flavonoid, fenolik, tanin, steroid, saponin, dan terpenoid, sedangkan A. marina mempunyai spektrum fitokimia yang luas termasuk flavonoid, fenolik, tannin, terpenoid, steroid, alkaloid, dan berbagai turunannya. S. alba juga diketahui mengandung terpenoid/triterpenoid, alkaloid, flavonoid, fenolik, saponin, dan steroid (Witoyo & Utoro, 2023; Mairing & Ariantari, 2022).

 

Keberadaan senyawa tersebut memberikan dasar ilmiah untuk memanfaatkan ekstrak mangrove dalam sintesis nanomaterial. Salah satu bukti awal yang penting adalah sintesis AgNPs menggunakan ekstrak tunas daun R. mucronata. Nanopartikel yang diperoleh menunjukkan struktur kristalin face-centered cubic dengan ukuran sekitar 4–26 nm dan aktivitas antimikroba terhadap beberapa patogen (Umashankari et al., 2012).

 

Perkembangan penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa pendekatan tersebut tidak hanya berlaku untuk nanopartikel perak. Ekstrak A. marina telah digunakan untuk menghasilkan AgNPs dan ZnO-NPs, sedangkan ekstrak daun S. alba telah digunakan dalam sintesis ZnO-NPs dengan karakteristik dan aktivitas biologis tertentu. Hal tersebut menunjukkan bahwa mangrove berpotensi menjadi sumber biomassa untuk menghasilkan berbagai jenis nanomaterial.

 

Namun, terdapat kesenjangan penting antara keberhasilan sintesis pada skala laboratorium dan pemanfaatannya dalam bidang kesehatan. Aktivitas antibakteri atau sitotoksik in vitro tidak secara otomatis menunjukkan keamanan atau efektivitas klinis. Variasi lokasi tumbuh, umur tanaman, bagian tanaman, metode ekstraksi, jenis pelarut, konsentrasi prekursor, pH, temperatur, waktu reaksi, serta komposisi fitokimia dapat mengubah karakteristik nanopartikel yang dihasilkan. Kajian terbaru mengenai nanopartikel berbasis tanaman juga menempatkan standardisasi, reproduktibilitas, toksisitas, dan scale-up sebagai tantangan utama translasi (Mobarak et al., 2026; Khan et al., 2025).

 

Oleh karena itu, artikel ini bertujuan mengkaji hubungan antara fitokimia mangrove, mekanisme sintesis hijau nanopartikel, karakteristik nanomaterial yang dihasilkan, serta potensi aplikasinya dalam bidang biomedis dan kesehatan.

 

2. METODOLOGI

 

2.1 Desain studi

 

Artikel ini merupakan studi literatur naratif-kritis yang mengintegrasikan informasi mengenai fitokimia mangrove, mekanisme sintesis hijau nanopartikel, karakterisasi nanomaterial, serta aplikasi biomedisnya. Pendekatan naratif dipilih karena literatur mengenai nanopartikel berbasis mangrove masih heterogen dalam spesies tanaman, bagian tanaman, metode ekstraksi, prekursor, kondisi sintesis, ukuran partikel, dan model uji biologis.

 

2.2 Strategi penelusuran literatur

 

Penelusuran literatur dilakukan melalui sumber ilmiah seperti PubMed, ScienceDirect, SpringerLink, Wiley Online Library, RSC Publishing, dan jurnal ilmiah nasional yang relevan. Kata kunci yang digunakan mencakup kombinasi:

• “mangrove extract”;
• “green synthesis nanoparticles”;
• “Rhizophora mucronata nanoparticles”;
• “Avicennia marina nanoparticles”;
• “Sonneratia alba nanoparticles”;
• “silver nanoparticles mangrove”;
• “gold nanoparticles mangrove”;
• “zinc oxide nanoparticles mangrove”;
• “plant-mediated nanoparticle synthesis”;
• “biomedical application”;
• “antibacterial”;
• “anticancer”;
• “antioxidant”; dan
• “anti-inflammatory”.

 

Literatur yang diprioritaskan meliputi artikel penelitian primer, artikel ulasan, dan publikasi terbaru yang memberikan informasi mengenai mekanisme, karakterisasi, aktivitas biologis, keamanan, serta tantangan translasi.

 

2.3 Kriteria inklusi

 

Literatur dipertimbangkan apabila memenuhi satu atau lebih kriteria berikut:

1. membahas spesies mangrove dan kandungan fitokimianya;
2. melaporkan sintesis nanopartikel menggunakan ekstrak mangrove;
3. menjelaskan mekanisme reduksi atau stabilisasi nanopartikel oleh biomolekul tanaman;
4. melaporkan karakterisasi nanopartikel;
5. mengevaluasi aktivitas biologis nanopartikel; atau
6. membahas keamanan, standardisasi, reproduktibilitas, dan prospek translasi nanopartikel hijau.

 

Literatur yang hanya membahas nanopartikel tanpa hubungan dengan ekstrak tumbuhan atau mangrove digunakan terutama sebagai pembanding konseptual.

 

2.4 Analisis literatur

 

Informasi yang diperoleh dikelompokkan menjadi lima tema utama, yaitu:

1. potensi fitokimia mangrove;
2. mekanisme sintesis hijau;
3. karakteristik fisikokimia nanopartikel;
4. aktivitas biomedis; dan
5. tantangan keamanan dan translasi klinis.

Selanjutnya dilakukan analisis komparatif untuk mengidentifikasi hubungan antara spesies mangrove, jenis nanopartikel, fitokimia yang berpotensi terlibat, serta aktivitas biologis yang dilaporkan.

 

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

 

3.1 Kekayaan fitokimia mangrove sebagai sumber bioreduktor

 

Mangrove mempunyai sistem pertahanan biokimia yang kompleks sebagai respons terhadap lingkungan pesisir yang memiliki salinitas tinggi, paparan radiasi, perubahan oksidatif, dan tekanan biotik. Kondisi tersebut berkaitan dengan keberadaan metabolit sekunder yang beragam.

 

Secara umum, kelompok metabolit yang ditemukan pada mangrove meliputi fenolik, flavonoid, tanin, terpenoid, steroid, alkaloid, saponin, glikosida, dan berbagai senyawa turunan lainnya. Senyawa-senyawa tersebut memiliki gugus fungsional seperti hidroksil, karbonil, karboksil, dan amina yang secara kimia memungkinkan terjadinya interaksi dengan ion logam (Bandaranayake, 2002; Salem et al., 2019).

 

Pada R. mucronata, sejumlah penelitian telah mengidentifikasi sekitar 60 senyawa atau lebih dari berbagai bagian tanaman, dengan alkaloid, steroid, tanin, dan flavonoid sebagai kelompok penting. Aktivitas farmakologis ekstrak R. mucronata yang dilaporkan mencakup aktivitas antimikroba, anti-inflamasi, antioksidan, dan sitotoksik pada berbagai model penelitian (Kumar et al., 2023).

 

Sementara itu, A. marina memiliki keragaman metabolit yang lebih kompleks, termasuk flavonoid, fenolik, tanin, terpenoid, steroid, alkaloid, dan senyawa turunan naftokuinon. Keanekaragaman tersebut menjadi salah satu dasar potensi spesies ini sebagai sumber biomolekul untuk sintesis nanomaterial sekaligus memberikan fungsi biologis tambahan pada permukaan nanopartikel (Witoyo & Utoro, 2023).

 

Pada S. alba, berbagai metabolit sekunder seperti terpenoid, alkaloid, flavonoid, fenolik, saponin, dan steroid telah dilaporkan. Ekstrak spesies ini juga menunjukkan aktivitas antibakteri dan antioksidan sehingga secara teoritis menarik sebagai sumber biomolekul untuk sintesis nanomaterial multifungsi (Mairing & Ariantari, 2022).

 

3.2 Mekanisme sintesis hijau nanopartikel menggunakan ekstrak mangrove

 

Mekanisme sintesis hijau menggunakan ekstrak tanaman pada dasarnya terdiri atas beberapa tahap: reduksi ion prekursor, nukleasi, pertumbuhan partikel, dan stabilisasi permukaan.

 

Pada sintesis AgNPs, misalnya, ion Ag⁺ dari AgNO₃ berinteraksi dengan metabolit dalam ekstrak. Molekul donor elektron dapat mentransfer elektron sehingga Ag⁺ direduksi menjadi Ag⁰. Atom Ag⁰ kemudian mengalami agregasi terkontrol dan membentuk inti nanopartikel. Selanjutnya terjadi pertumbuhan partikel sampai mencapai kondisi relatif stabil.

 

Secara sederhana, proses reduksi dapat digambarkan sebagai:

Ag⁺ + e⁻ → Ag⁰

Sementara pada sintesis oksida logam seperti ZnO, prosesnya lebih kompleks karena melibatkan pembentukan spesies prekursor seng, hidrolisis/oksidasi, nukleasi, dan pembentukan fase ZnO melalui proses pengeringan atau kalsinasi tergantung metode yang digunakan.

 

Metabolit tanaman tidak hanya berperan sebagai donor elektron. Gugus –OH, –COOH, –NH₂, karbonil, dan gugus fungsional lainnya dapat berinteraksi dengan permukaan nanopartikel. Interaksi tersebut menghasilkan lapisan organik yang dapat menghambat pertumbuhan partikel secara berlebihan dan mengurangi aglomerasi. Oleh sebab itu, ekstrak tanaman sering kali dapat menjalankan fungsi sebagai reducing agent sekaligus capping/stabilizing agent (El-Seedi et al., 2019; Singh et al., 2023).

 

Namun, mekanisme tersebut tidak boleh dianggap identik untuk semua spesies mangrove. Komposisi ekstrak sangat tergantung pada spesies, lokasi, musim, bagian tanaman, metode pengeringan, dan pelarut yang digunakan. Karena itu, dua ekstrak dari spesies yang sama dapat menghasilkan nanopartikel dengan ukuran dan morfologi berbeda.

 

3.3 Faktor yang menentukan karakteristik nanopartikel

 

Karakteristik nanopartikel hasil sintesis hijau sangat dipengaruhi oleh kondisi reaksi. Faktor penting meliputi:

 

a. Jenis dan konsentrasi ekstrak

Peningkatan konsentrasi ekstrak dapat meningkatkan jumlah molekul reduktor dan capping agent. Namun, konsentrasi yang terlalu tinggi juga dapat meningkatkan kandungan bahan organik pada permukaan nanopartikel atau menyebabkan pembentukan agregat.

 

b. Konsentrasi prekursor

Konsentrasi AgNO₃, garam emas, atau prekursor seng dapat memengaruhi laju nukleasi dan pertumbuhan. Rasio ekstrak terhadap prekursor harus dioptimalkan untuk memperoleh distribusi ukuran yang konsisten.

 

c. pH

pH memengaruhi ionisasi gugus fenolik dan karboksilat serta kemampuan biomolekul dalam mereduksi ion logam. Perubahan pH juga dapat mengubah ukuran dan bentuk nanopartikel.

 

d. Temperatur

Peningkatan temperatur umumnya mempercepat reaksi reduksi dan nukleasi. Akan tetapi, temperatur yang terlalu tinggi dapat mengubah atau merusak sebagian senyawa organik yang berperan dalam stabilisasi.

 

e. Waktu reaksi

Perubahan warna larutan sering digunakan sebagai indikator awal pembentukan nanopartikel, tetapi perubahan warna tidak cukup untuk membuktikan keberhasilan sintesis. Konfirmasi harus dilakukan menggunakan teknik karakterisasi seperti UV–Vis, FTIR, XRD, SEM, TEM, DLS, dan pengukuran potensial zeta. Literatur terbaru menegaskan bahwa pH, temperatur, konsentrasi prekursor, waktu reaksi, dan komposisi ekstrak merupakan parameter utama yang menentukan ukuran, morfologi, dan stabilitas nanopartikel berbasis tanaman.

 

3.4 Karakterisasi nanopartikel berbasis mangrove

 

Karakterisasi multidimensional diperlukan karena keberhasilan sintesis tidak cukup dinilai hanya berdasarkan perubahan warna atau spektrum UV–Vis.

 

UV–Vis spectroscopy digunakan untuk mendeteksi karakteristik optik nanopartikel. AgNPs umumnya menunjukkan surface plasmon resonance pada wilayah sekitar 400–500 nm, tergantung ukuran dan bentuk partikel. Pada studi R. mucronata, AgNPs menunjukkan puncak sekitar 426 nm (Umashankari et al., 2012).

 

FTIR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang berpotensi berinteraksi dengan nanopartikel. Pergeseran atau perubahan intensitas pita dapat memberikan indikasi keterlibatan gugus hidroksil, karbonil, amina, dan gugus lainnya.

 

XRD digunakan untuk menentukan fase kristalin. AgNPs yang dihasilkan menggunakan R. mucronata menunjukkan struktur face-centered cubic, sedangkan ZnO-NPs berbasis S. alba dilaporkan mempunyai struktur kristal wurtzite (Umashankari et al., 2012; Khan et al., 2022).

 

SEM/TEM memberikan informasi morfologi dan ukuran partikel. DLS memberikan ukuran hidrodinamik dan PDI, sedangkan zeta potential memberikan informasi mengenai stabilitas koloid.

 

Pendekatan karakterisasi yang lebih modern juga dapat memasukkan XPS, LC-MS/LC-HRMS, NMR, TGA, dan analisis proteomik/metabolomik. Integrasi teknik tersebut penting untuk menjawab pertanyaan yang lebih mendasar: senyawa mangrove apa yang sebenarnya bertanggung jawab terhadap pembentukan dan stabilisasi nanopartikel? Penelitian terbaru menekankan bahwa kurangnya karakterisasi metabolit menjadi salah satu penyebab utama rendahnya reproduktibilitas sintesis nanopartikel berbasis tanaman.

 

3.5 Sintesis AgNPs menggunakan Rhizophora mucronata

 

Salah satu bukti paling jelas mengenai pemanfaatan mangrove untuk sintesis hijau adalah penggunaan ekstrak tunas daun R. mucronata untuk menghasilkan AgNPs. Umashankari et al. (2012) melaporkan pembentukan AgNPs yang stabil dengan ukuran 4–26 nm dan puncak UV–Vis sekitar 426 nm. Analisis XRD menunjukkan struktur kristalin face-centered cubic.

 

AgNPs tersebut memperlihatkan aktivitas antimikroba terhadap sejumlah patogen akuatik. Temuan tersebut memberikan bukti bahwa kombinasi antara ukuran nano dan karakteristik permukaan hasil capping biomolekul dapat menghasilkan aktivitas biologis yang relevan.

 

Temuan tersebut diperkuat oleh penelitian yang lebih baru menggunakan ekstrak daun R. mucronata. Studi tahun 2026 melaporkan AgNPs berbentuk dominan sferis dengan ukuran rata-rata sekitar 27,47 nm dan potensial zeta sekitar −47,4 mV. Profil LC-HRMS mengidentifikasi beberapa metabolit, termasuk senyawa fenolik, yang diduga berkontribusi terhadap reduksi Ag⁺ dan stabilisasi nanopartikel. AgNPs tersebut menunjukkan aktivitas terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus (2026).

 

Hasil tersebut penting karena menunjukkan perkembangan metodologi dari sekadar membuktikan “ekstrak tanaman dapat menghasilkan nanopartikel” menuju pendekatan yang menghubungkan profil metabolit → proses sintesis → karakteristik permukaan → aktivitas biologis.

 

3.6 Avicennia marina sebagai sumber nanomaterial

 

A. marina merupakan salah satu mangrove yang paling banyak dipelajari dari aspek fitokimia dan aktivitas biologis. Ekstraknya mengandung berbagai kelompok metabolit, termasuk flavonoid, fenolik, tanin, terpenoid, steroid, dan alkaloid (Witoyo & Utoro, 2023).

 

Ekstrak daun A. marina telah digunakan dalam sintesis AgNPs. Salah satu penelitian menunjukkan bahwa AgNPs berbasis A. marina mempunyai aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker paru A549. Efek biologis tersebut dikaitkan dengan peningkatan pembentukan reactive oxygen species (ROS) dan gangguan fungsi mitokondria (Sivalingam et al., 2020).

 

Penelitian lain melaporkan sintesis ZnO-NPs berbasis ekstrak A. marina. Material tersebut menunjukkan ukuran sekitar 20 nm, potensial zeta sekitar −32,14 mV, serta aktivitas antioksidan dan antimikroba. Penelitian tersebut juga melaporkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara MCF-7 pada model in vitro, tetapi pada konsentrasi lebih tinggi juga ditemukan indikasi kerusakan DNA sehingga aspek dosis dan toksisitas tetap menjadi pertimbangan penting (Sivalingam et al., 2026).

 

Dengan demikian, penggunaan A. marina memberikan ilustrasi penting bahwa aktivitas biologis nanopartikel bukan hanya ditentukan oleh jenis logam atau oksida logam, tetapi juga dapat dipengaruhi oleh corona organik yang berasal dari metabolit ekstrak.

 

3.7 Sonneratia alba sebagai sumber ZnO-NPs

 

S. alba merupakan salah satu mangrove yang banyak ditemukan di Indonesia dan mempunyai kandungan metabolit sekunder yang beragam. Kajian literatur menunjukkan adanya terpenoid/triterpenoid, alkaloid, flavonoid, fenolik, saponin, dan steroid pada berbagai bagian tanaman (Mairing & Ariantari, 2022).

 

Khan et al. (2022) melaporkan sintesis ZnO-NPs menggunakan ekstrak daun S. alba melalui pendekatan berbasis ultrasonik. Hasil karakterisasi menunjukkan struktur kristal wurtzite dan morfologi sferis. Nanopartikel tersebut juga menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, selain aktivitas antioksidan dan anti-inflamasi.

 

Temuan tersebut memberikan dasar untuk mempertimbangkan ZnO-NPs berbasis S. alba sebagai material multifungsi. Akan tetapi, klaim mengenai penggunaannya sebagai tabir surya biologis perlu dibedakan dari bukti langsung mengenai aktivitas anti-UV pada formulasi kosmetik. Sifat optik ZnO memang secara umum mendukung aplikasi proteksi UV, tetapi klaim aplikasi manusia memerlukan pengujian khusus mengenai SPF, fotostabilitas, penetrasi kulit, iritasi, dan toksisitas.

 

3.8 Ringkasan bukti nanopartikel berbasis mangrove

 

Spesies mangrove	Jenis nanopartikel	Bukti sintesis	Aktivitas biologis yang dilaporkan	Model penelitian
Rhizophora mucronata	AgNPs	4–26 nm pada penelitian awal; penelitian lebih baru sekitar 27 nm rata-rata	Antimikroba	In vitro
Avicennia marina	AgNPs	AgNPs berhasil disintesis menggunakan ekstrak daun	Antikanker, induksi ROS dan gangguan mitokondria	Sel A549, in vitro
Avicennia marina	ZnO-NPs	±20 nm pada studi terbaru	Antioksidan, antimikroba, sitotoksik terhadap MCF-7	In vitro
Sonneratia alba	ZnO-NPs	Struktur wurtzite, morfologi sferis	Antibakteri, antioksidan, anti-inflamasi	In vitro
Avicennia marina	AuNPs dan AgNPs	Sintesis keduanya telah dilaporkan	Aktivitas biologis/biomedis masih memerlukan validasi lebih lanjut	In vitro dan eksperimental

 

Secara keseluruhan, bukti yang tersedia menunjukkan bahwa AgNPs dan ZnO-NPs merupakan dua platform yang paling jelas terdokumentasi pada spesies mangrove yang dikaji dalam artikel ini. Bukti untuk AuNPs juga tersedia, tetapi masih lebih terbatas untuk menghubungkan secara spesifik nanopartikel emas berbasis mangrove dengan aplikasi terapi kanker. Oleh karena itu, penelitian berikutnya perlu membedakan antara bukti “berhasil disintesis” dan bukti “telah terbukti efektif secara terapeutik”.

 

3.9 Mekanisme aktivitas antibakteri

 

Aktivitas antibakteri nanopartikel berbasis mangrove dapat berasal dari kombinasi beberapa mekanisme.

Pertama, nanopartikel dapat berinteraksi langsung dengan membran sel bakteri. Ukurannya yang kecil meningkatkan luas permukaan kontak sehingga memungkinkan terjadinya interaksi dengan komponen membran.

 

Kedua, nanopartikel tertentu dapat memicu pembentukan ROS. Peningkatan stres oksidatif dapat menyebabkan kerusakan lipid membran, protein, dan materi genetik.

 

Ketiga, pada AgNPs, pelepasan ion Ag⁺ dapat memberikan kontribusi terhadap efek antimikroba. Ion tersebut dapat berinteraksi dengan kelompok fungsional pada protein dan komponen seluler.

 

Keempat, biomolekul mangrove yang berada pada permukaan nanopartikel dapat menghasilkan efek tambahan melalui aktivitas antioksidan atau interaksi dengan membran.

 

Dengan demikian, aktivitas biologis nanopartikel berbasis mangrove sebaiknya dipahami sebagai hasil interaksi antara inti nanopartikel, ukuran, morfologi, muatan permukaan, ion yang dilepaskan, dan corona biomolekul.

 

3.10 Potensi antioksidan dan anti-inflamasi

 

Ekstrak mangrove sendiri telah dilaporkan mengandung senyawa fenolik dan flavonoid yang mempunyai kapasitas penangkap radikal. Ketika senyawa tersebut menjadi bagian dari lapisan permukaan nanopartikel, aktivitas biologisnya berpotensi berinteraksi dengan karakteristik intrinsik nanopartikel.

 

Pada ZnO-NPs berbasis S. alba, misalnya, penelitian melaporkan aktivitas antioksidan dan anti-inflamasi bersama dengan aktivitas antibakteri (Khan et al., 2022).

 

Namun, peningkatan aktivitas biologis tidak boleh secara otomatis dianggap sebagai peningkatan keamanan. Nanopartikel dapat mempunyai efek biologis yang menguntungkan sekaligus menimbulkan stres oksidatif pada konsentrasi tertentu. Oleh sebab itu, penelitian nanomedisin harus mempertimbangkan hubungan dose–response, bukan hanya keberadaan aktivitas biologis.

 

3.11 Potensi antikanker

 

Potensi antikanker nanopartikel berbasis mangrove menjadi salah satu area yang paling menarik. Pada AgNPs yang disintesis menggunakan A. marina, aktivitas terhadap sel A549 dikaitkan dengan peningkatan ROS, perubahan potensial membran mitokondria, dan induksi apoptosis (Sivalingam et al., 2020).

 

Pada ZnO-NPs berbasis A. marina, penelitian terbaru juga menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap MCF-7. Namun, penelitian tersebut menemukan bahwa efek genotoksik meningkat pada konsentrasi tertentu. Hal ini menegaskan bahwa hasil sitotoksisitas terhadap sel kanker belum dapat diterjemahkan langsung menjadi klaim keamanan terapeutik.

 

Untuk pengembangan antikanker, penelitian berikutnya perlu membandingkan:

1. IC₅₀ terhadap sel kanker;
2. IC₅₀ terhadap sel normal;
3. selectivity index;
4. mekanisme apoptosis;
5. perubahan ROS;
6. kerusakan DNA;
7. efek terhadap siklus sel;
8. internalisasi nanopartikel; dan
9. biodistribusi in vivo.

 

3.12 Prospek nanopartikel mangrove sebagai sistem penghantaran obat

 

Salah satu prospek paling menarik bukan sekadar menggunakan nanopartikel sebagai agen antimikroba atau sitotoksik, tetapi mengembangkan nanopartikel sebagai platform penghantaran obat.

Nanopartikel dapat direkayasa dengan:

• ukuran tertentu;
• muatan permukaan tertentu;
• ligan penarget;
• polimer biokompatibel;
• molekul obat;
• peptida atau protein;
• serta lapisan biomolekul yang berasal dari ekstrak mangrove.

 

Permukaan nanopartikel yang telah dilapisi metabolit tanaman juga berpotensi memberikan fungsi biologis tambahan. Konsep tersebut dapat diarahkan menjadi sistem dual-function, yaitu nanopartikel berfungsi sebagai pembawa obat sekaligus memberikan aktivitas biologis intrinsik.

 

Kajian terbaru mengenai nanopartikel berbasis tanaman menunjukkan potensi aplikasinya dalam antimikroba, terapi kanker, penyembuhan luka, dan drug delivery. Namun, standardisasi dan reproduktibilitas masih menjadi hambatan utama sebelum dapat diterapkan secara klinis (Mobarak et al., 2026).

 

3.13 Aspek keamanan dan biokompatibilitas

 

Istilah “green synthesis” tidak identik dengan “aman”. Ini merupakan aspek penting yang perlu ditekankan dalam pengembangan nanopartikel mangrove.

 

Meskipun proses sintesis menggunakan bahan alam dan dapat mengurangi penggunaan bahan kimia tertentu, nanopartikel yang terbentuk tetap merupakan material aktif secara biologis. Aktivitas tersebut dapat memberikan efek terapeutik tetapi juga berpotensi menimbulkan toksisitas.

 

Karena itu, evaluasi keamanan sebaiknya meliputi:

• sitotoksisitas terhadap sel normal;
• hemolisis;
• genotoksisitas;
• imunotoksisitas;
• toksisitas hati;
• toksisitas ginjal;
• biodistribusi;
• eliminasi;
• bioakumulasi;
• toksisitas reproduksi;
• dan toksisitas jangka panjang.

 

Hal tersebut semakin penting karena kandungan ekstrak tanaman dapat berubah antarbatch. Variasi tersebut dapat menyebabkan perubahan protein corona, muatan permukaan, ukuran hidrodinamik, serta respons biologis.

 

3.14 Tantangan standardisasi

 

Tantangan terbesar dalam komersialisasi nanopartikel berbasis mangrove adalah reproduksibilitas. Komposisi daun mangrove yang dikumpulkan dari lokasi A dapat berbeda dari tanaman yang dikumpulkan dari lokasi B. Faktor salinitas, nutrisi, musim, umur daun, paparan logam berat, dan kondisi lingkungan dapat mengubah profil metabolit.

 

Oleh karena itu, standardisasi sebaiknya dilakukan pada tiga tingkatan:

 

Tingkat pertama: bahan tanaman

Identitas botani, bagian tanaman, umur, lokasi, musim panen, kondisi pengeringan, dan kadar air perlu dikontrol.

 

Tingkat kedua: ekstrak

Ekstrak perlu distandardisasi berdasarkan total fenolik, total flavonoid, profil LC-MS/LC-HRMS, kadar senyawa penanda, pH, dan dry residue.

 

Tingkat ketiga: nanopartikel

Produk akhir perlu dikontrol berdasarkan:

• ukuran primer;
• ukuran hidrodinamik;
• PDI;
• zeta potential;
• morfologi;
• kristalinitas;
• komposisi unsur;
• kandungan bahan organik permukaan;
• konsentrasi nanopartikel;
• stabilitas penyimpanan; dan
• profil pelepasan ion.

Pendekatan ini akan menggeser sintesis hijau dari proses empiris menuju Quality by Design (QbD) dan produksi nanomaterial yang lebih konsisten.

 

3.15 Arah penelitian masa depan

 

Berdasarkan literatur yang dikaji, terdapat beberapa agenda penelitian penting.

 

Pertama, perlu dilakukan metabolomik terintegrasi dengan sintesis nanopartikel untuk mengidentifikasi senyawa yang benar-benar berperan sebagai reduktor dan capping agent.

 

Kedua, diperlukan pendekatan design of experiment untuk mengoptimalkan pH, konsentrasi ekstrak, konsentrasi prekursor, temperatur, dan waktu reaksi.

 

Ketiga, karakterisasi nanopartikel perlu dikombinasikan dengan pengujian biologis sehingga hubungan antara ukuran, bentuk, muatan permukaan, dan aktivitas biologis dapat dianalisis secara kuantitatif.

 

Keempat, perlu dikembangkan model structure–activity relationship untuk memahami bagaimana komponen ekstrak mangrove memengaruhi aktivitas nanopartikel.

 

Kelima, penelitian harus bergerak dari uji in vitro menuju model in vivo yang memenuhi prinsip Good Laboratory Practice sebelum diarahkan ke pengembangan klinis.

 

Keenam, aspek keberlanjutan juga harus diperhatikan. Pemanfaatan mangrove sebagai bahan baku tidak boleh mengakibatkan eksploitasi ekosistem. Penggunaan daun atau limbah biomassa hasil pemangkasan dan pengolahan dapat menjadi salah satu pendekatan yang lebih berkelanjutan dibandingkan pengambilan akar atau kulit batang secara berlebihan.

 

4. KESIMPULAN

 

Ekstrak tanaman mangrove memiliki potensi besar sebagai sumber bioreduktor dan capping/stabilizing agent dalam sintesis hijau nanopartikel. Kekayaan metabolit sekunder berupa polifenol, flavonoid, tanin, terpenoid, alkaloid, steroid, dan senyawa fenolik memberikan dasar kimia bagi proses reduksi ion prekursor, nukleasi, pertumbuhan, dan stabilisasi nanopartikel.

 

Rhizophora mucronata telah menunjukkan bukti yang kuat dalam sintesis AgNPs dengan aktivitas antimikroba. Avicennia marina memiliki potensi lebih luas melalui sintesis AgNPs dan ZnO-NPs yang telah menunjukkan aktivitas antimikroba, antioksidan, dan sitotoksik terhadap model sel kanker. Sementara itu, Sonneratia alba telah digunakan untuk sintesis ZnO-NPs yang menunjukkan aktivitas antibakteri, antioksidan, dan anti-inflamasi.

 

Keunggulan utama pendekatan ini terletak pada integrasi antara biokimia tanaman dan rekayasa nanomaterial. Biomolekul mangrove tidak hanya membantu pembentukan nanopartikel, tetapi juga dapat membentuk lapisan permukaan yang memengaruhi interaksi material dengan sistem biologis. Kondisi tersebut membuka peluang pengembangan nanomaterial multifungsi untuk antimikroba, terapi kanker, antioksidan, anti-inflamasi, penyembuhan luka, dan sistem penghantaran obat.

 

Namun, hasil penelitian yang tersedia masih didominasi studi laboratorium dan in vitro. Oleh karena itu, istilah “aman”, “biokompatibel”, atau “superior” perlu digunakan secara hati-hati sampai tersedia bukti toksikologi, farmakokinetik, biodistribusi, dan efektivitas in vivo yang memadai. Tantangan utama selanjutnya mencakup standardisasi ekstrak, identifikasi biomolekul aktif, pengendalian ukuran dan morfologi nanopartikel, reproduktibilitas antarbatch, stabilitas, toksisitas jangka panjang, scale-up, dan pemenuhan persyaratan regulatori.

 

Dengan pendekatan tersebut, pemanfaatan mangrove untuk sintesis hijau nanopartikel berpotensi berkembang dari sekadar metode alternatif sintesis menjadi platform nanobioteknologi berkelanjutan berbasis biodiversitas pesisir. Pengembangan lebih lanjut sebaiknya mengintegrasikan metabolomik, machine learning, Quality by Design, nanotoxicology, dan studi in vivo untuk mempercepat transisi dari bukti eksperimental menuju aplikasi biomedis yang terstandar.

 

5. DAFTAR PUSTAKA

 

Bandaranayake, W. M. (2002). Bioactivities, bioactive compounds and chemical constituents of mangrove plants. Wetlands Ecology and Management, 10, 421–452.

 

El-Seedi, H. R., El-Shabasy, R. M., Khalifa, S. A. M., Saeed, A., Shah, A., Shah, R., Iftikhar, F. J., Abdel-Daim, M. M., Omri, A., Hajrah, N. H., Sabir, J. S. M., Zou, X., Halabi, M. F., Sarhan, W., & Guo, W. (2019). Metal nanoparticles fabricated by green chemistry using natural extracts: Biosynthesis, mechanisms, and applications. RSC Advances, 9, 24539–24559. https://doi.org/10.1039/C9RA02225B

 

Khan, M. S., Dhavan, P. P., Ratna, D., & Shimpi, N. G. (2022). Ultrasonic-assisted biosynthesis of ZnO nanoparticles using Sonneratia alba leaf extract and investigation of its photocatalytic and biological activities. Journal of Cluster Science, 33, 1007–1023. https://doi.org/10.1007/s10876-021-02036-1

 

Kumar, S., et al. (2023). A detailed assessment of the traditional applications, bioactive content, pharmacology, and toxicity of Rhizophora mucronata. Journal of Ethnopharmacology.

 

Mairing, P. P., & Ariantari, N. P. (2022). Review: Metabolit sekunder dan aktivitas farmakologi tanaman mangrove Sonneratia alba. Jurnal Farmasi Udayana, 11(1), 1–7. https://doi.org/10.24843/JFU.2022.v11.i01.p01

 

Mobarak, M., et al. (2026). Advances of green-synthesized nanoparticles for biomedical applications. BioMed Research International, 2026, Article 9207147. https://doi.org/10.1155/bmri/9207147

 

Salem, M. M., et al. (2019). Ethnopharmacology, phytochemistry, and global distribution of mangroves—A comprehensive review. Marine Drugs, 17.

 

Singh, H., Desimone, M. F., Pandya, S., Jasani, S., George, N., Adnan, M., Aldarhami, A., Bazaid, A. S., & Alderhami, S. A. (2023). Revisiting the green synthesis of nanoparticles: Uncovering influences of plant extracts as reducing agents for enhanced synthesis efficiency and its biomedical applications. International Journal of Nanomedicine. https://doi.org/10.2147/IJN.S419369

 

Sivalingam, A. M., et al. (2026). Green synthesis of Avicennia marina-derived ZnO nanoparticles: In vitro antioxidant and antimicrobial activity, drug genotoxic effects on MCF-7 cells. Inorganic Chemistry Communications, 183, 115767. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.115767

 

Sivalingam, A. M., et al. (2020). Anti-cancer activity of biosynthesized silver nanoparticles using Avicennia marina against A549 lung cancer cells through ROS/mitochondrial damages. Saudi Journal of Biological Sciences, 27(11), 3018–3024. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.08.029

 

Umashankari, J., Inbakandan, D., Ajithkumar, T. T., & Balasubramanian, T. (2012). Mangrove plant, Rhizophora mucronata (Lamk, 1804) mediated one pot green synthesis of silver nanoparticles and its antibacterial activity against aquatic pathogens. Journal of Nanobiotechnology, 10, 11. https://doi.org/10.1186/1477-3155-10-11

 

Witoyo, J. E., & Utoro, P. A. R. (2023). Phytochemicals—Bioactivity of Avicennia marina leaves extract, and its application in food products: A brief literature review. Rona Teknik Pertanian, 16(2).

 

#Mangrove

#Nanopartikel

#SintesisHijau

#Nanomedisin

#Biomedis