Teknologi Nanoemulsi Berbahan Cinnamomum verum sebagai Fortifikasi Prototipe Anti Residu Pestisida dari Ekstrak Tanaman Air untuk Pengendalian Penyakit Buah Naga

By Opini, Pendidikan 0 446 views
Mohammad Hoesain1), Rachmi Masnilah1), Siti Hardiyanti2), Sundahri1),
Fariz Kustiawan Alfarisy3*)
1) Universitas Jember, 2) BRIN, 3) Universitas Negeri Surabaya
*Koresponden author: farizalfarisy@unesa.ac.id

Teknologi nanoemulsi merupakan kemajuan signifikan dalam ilmu pertanian, terutama dalam meningkatkan efikasi dan keamanan ekstrak tumbuhan untuk pengendalian hama pada tanaman seperti buah naga (Hylocereus spp.). Teknologi ini melibatkan pembuatan emulsi berukuran nanometer yang stabil dan dapat berfungsi sebagai pembawa senyawa bioaktif yang berasal dari sumber daya alam, termasuk ekstrak dari Cinnamomum verum, yang dikenal sebagai kayu manis. Karena meningkatnya kekhawatiran tentang residu pestisida dalam produk pertanian, nanoemulsi dapat menyediakan cara yang efektif untuk fortifikasi terhadap penyakit sekaligus mengurangi ketergantungan pada pestisida sintetis.

Integrasi Cinnamomum verum dalam formulasi nanoemulsi sangat menarik karena sifat bioaktifnya yang telah terdokumentasi dengan baik. Penelitian telah menunjukkan bahwa senyawa yang diisolasi dari kayu manis menunjukkan berbagai efek menguntungkan, termasuk aktivitas antimikroba (1), antijamur (2), dan insektisida (3). Sebagai contoh, sifat antimikroba kayu manis telah dikaitkan dengan keberadaan sinamaldehida, yang menghambat pertumbuhan beberapa mikroorganisme patogen yang berpotensi mempengaruhi buah naga selama tahap budidaya dan pascapanen (1). Penerapan ekstrak alami dalam bentuk nanoemulsi ini dapat meningkatkan bioavailabilitasnya dan memfasilitasi penghantaran yang tepat sasaran, sehingga meningkatkan efektivitasnya.

Dalam pengendalian penyakit tanaman buah naga, nanoemulsi dapat memberikan keuntungan karena kemampuannya dalam meningkatkan stabilitas dan kelarutan bahan aktif (4; 5). Hal ini penting karena banyak fitokimia yang berasal dari Cinnamomum verum bersifat hidrofobik dan mungkin tidak larut secara efektif dalam formulasi berbasis udara. Dengan menciptakan nanoemulsi yang stabil, senyawa-senyawa ini dapat diformulasikan untuk memberikan efek terapeutik yang diinginkan sekaligus meminimalkan toksisitas terhadap organisme non-target, mengatasi kekhawatiran tentang residu pestisida (3), dan mendorong praktik pertanian berkelanjutan.

Selain itu, formulasi nanoemulsi juga dapat menggabungkan ekstrak tumbuhan lain yang telah terbukti efektif dalam mengendalikan hama dan penyakit pada buah naga. Penelitian telah menyoroti potensi ekstrak botani, seperti ekstrak kulit buah lainnya, untuk memiliki sifat antioksidan dan antimikroba yang dapat dikombinasikan secara sinergis dengan ekstrak kayu manis untuk meningkatkan efikasi secara keseluruhan (6; 7). Misalnya saja ekstrak kulit buah naga merah telah diketahui memiliki kandungan fenolik yang tinggi, sehingga bermanfaat dalam kombinasi sinergis dalam teknologi nanoemulsi (8; 9). Pendekatan ini dapat meningkatkan ketahanan terhadap hama sekaligus memperkuat profil nutrisi dan manfaat kesehatan buah naga secara keseluruhan (10).

Formulasi nanoemulsi juga dapat memperpanjang masa simpan bahan bioaktif dengan melindunginya dari degradasi selama penyimpanan dan aplikasi. Enkapsulasi senyawa aktif dapat mencegah oksidasi dan fotodegradasi, memastikan formulasi mempertahankan efikasi pengendalian hama dalam jangka waktu yang lama (11; 12). Hal ini penting khususnya di wilayah dengan kondisi penyimpanan yang kurang optimal, karena dapat secara signifikan mempengaruhi efektivitas aplikasi pestisida di lapangan. Lebih lanjut, kemudahan aplikasi nanoemulsi—karena ukuran dropletnya yang kecil dan distribusinya yang seragam—dapat menghasilkan pengendalian hama yang lebih efisien dibandingkan dengan metode tradisional (13; 14).

Selain pengendalian hama, teknologi nanoemulsi dapat meningkatkan sifat ketahanan penyakit buah naga dengan memungkinkan pengiriman molekul sinyal atau zat pengatur tumbuh yang meningkatkan pertahanan tanaman terhadap patogen (15; 16). Studi terbaru menunjukkan bahwa perlakuan tersebut dapat mengaktifkan respons imun tanaman dan mengurangi kejadian penyakit seperti kanker batang, yang disebabkan oleh patogen seperti Neoscytalidium dimidiatum (2; 3). Dengan mengintegrasikan nanoemulsi dengan ekstrak tanaman bioaktif dari biji S. rarak, kulit L. acutangula, dan daun C. asiatica, petani dapat mencapai pendekatan multifaset untuk pengendalian penyakit yang melindungi buah dan mendukung kesehatan tanaman secara keseluruhan.

Lebih lanjut, penerapan material ramah lingkungan dalam formulasi sejalan dengan semakin ditekankannya pertanian berkelanjutan. Surfaktan dan pengemulsi yang dapat terurai secara hayati dapat mengembangkan formulasi ini serta memastikan dampak lingkungan yang minimal (17; 18). Dengan mengadopsi teknologi hijau, pertanian dapat bertransisi menuju praktik yang lebih berkelanjutan yang mengutamakan solusi alami daripada bahan kimia sintetis, yang pada akhirnya akan menguntungkan ekosistem dan kesehatan konsumen.

Sebagai kesimpulan, teknologi nanoemulsi menawarkan jalur yang menjanjikan untuk memanfaatkan ekstrak Cinnamomum verum guna memerangi residu pestisida sekaligus meningkatkan ketahanan buah naga terhadap penyakit. Dengan meningkatkan bioavailabilitas, stabilitas, dan penyaluran senyawa bioaktif yang tepat sasaran, pendekatan inovatif ini dapat berkontribusi signifikan terhadap pertanian berkelanjutan dan produksi buah naga berkualitas tinggi. Sinergi antara teknologi nanoemulsi dan ekstrak tumbuhan alami siap merevolusi strategi pengendalian hama dan penyakit dalam praktik hortikultura.

Referensi:

  1. Pasril, Y. and Rahmawati, L. (2024). The antibacterial effect of red dragon fruit peel extract (Hylocereus polyrhizus) against the growth of bacterium enterococcus faecalis. Imunity, 1(1), 154-161. https://doi.org/10.18196/imunity.v1i1.25
  2. Nguyen, T., Boonyaritthongchai, P., Buanong, M., Supapvanich, S., & Wongs‐Aree, C. (2021). Edible coating of chitosan ionically combined with κ-carrageenan maintains the bract and postharvest attributes of dragon fruit (Hylocereus undatus). International Food Research Journal, 28(4), 682-694. https://doi.org/10.47836/ifrj.28.4.05
  3. Balendres, M., Taguiam, J., Evallo, E., Estigoy, J., & Cortaga, C. (2022). Fruit brown rot caused by Neoscytalidium dimidiatum on Selenicereus monacanthus in the philippines. Mycoasia, 1(1). https://doi.org/10.59265/mycoasia.2022-06
  4. Yuna, P., Chiuman, L., & Ginting, C. (2023). Anti-inflammatory effect of red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peel on male white rat. Jurnal Farmasi dan Ilmu Kefarmasian Indonesia, 10(1), 22-29. https://doi.org/10.20473/jfiki.v10i12023.22-29
  5. Bukit, C., Lister, I., & Fachrial, E. (2023). In vitro and in vivo study of the red dragon fruit peel (Hylocereus polyrhizus) methanolic extract gel effect on acne. Journal of Pharmaceutical Research International, 35(3), 45-57. https://doi.org/10.9734/jpri/2023/v35i37318
  6. Panjaitan, R. and N, N. (2021). Anti-diabetic activity of the red dragon fruit peel (Hylocereus polyrhizus) in ethanol extract against diabetic rats. Pharmacognosy Journal, 13(5), 1079-1085. https://doi.org/10.5530/pj.2021.13.140
  7. Prayitno, T. and Hidayati, N. (2020). In vitro antimicrobial activity of zodia (Evodia suaveolens) leaf extract on pathogenic agents dragon fruit plant. Jurnal Biota, 6(2), 78-85. https://doi.org/10.19109/10.19109/biota.v6i2.6236
  8. Joshi, M. and Prabhakar, B. (2020). Phytoconstituents and pharmaco‐therapeutic benefits of pitaya: a wonder fruit. Journal of Food Biochemistry, 44(7). https://doi.org/10.1111/jfbc.13260
  9. Duong, T. and Nguyen, P. (2023). Inhibitory effects of Ag+ and ZnO+ nanoparticles on a causative agent (Neoscytalidium dimidiatum) of dragon fruit stem-canker. Malaysian Journal of Microbiology. https://doi.org/10.21161/mjm.230267
  10. Fahriani, E., Mylano, T., & Hutapea, J. (2024). Different effects of Hylocecarus polyrhizus and Hylocecarus undatus extract on reducing total cholesterol of male rattus norvegicus wistar strain. Journal La Medihealtico, 5(2), 299-308. https://doi.org/10.37899/journallamedihealtico.v5i2.1100
  11. Khuzaimah, U., Sulistiarini, R., Rija’i, H., & Alfiani, R. (2023). The effect of giving combination boiled chicken egg and red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) to increase hemoglobin levels in women during menstruation. The North African Journal of Food and Nutrition Research, 7(16), 46-53. https://doi.org/10.51745/najfnr.7.16.46-53
  12. Ng, L., TAN, J., & FAUZIAH, T. (2022). Efficacy of ultraviolet-c irradiation to suppress fruit decay and retain the postharvest quality of dragon fruit (Hylocereus polyrhizus). Malaysian Applied Biology, 51(1), 119-128. https://doi.org/10.55230/mabjournal.v51i1.2150
  13. Briste, P., Akanda, A., Bhuiyan, M., Mahmud, N., & Islam, T. (2022). Morphomolecular and cultural characteristics and host range of Lasiodiplodia theobromae causing stem canker disease in dragon fruit. Zeitschrift Für Allgemeine Mikrobiologie, 62(6), 689-700. https://doi.org/10.1002/jobm.202100501
  14. Dy, K., Wonglom, P., Pornsuriya, C., & Sunpapao, A. (2022). Morphological, molecular identification and pathogenicity of Neoscytalidium dimidiatum causing stem canker of Hylocereus polyrhizus in southern thailand. Plants, 11(4), 504. https://doi.org/10.3390/plants11040504
  15. Singh, A., Ramteke, V., Yamini, Y., & Sahu, K. (2024). Revealing the health benefits: a comprehensive look at the nutritive and medicinal value of dragon fruit: a review. Plant Archives, 24(1). https://doi.org/10.51470/plantarchives.2024.v24.no.1.123
  16. Taguiam, J., Evallo, E., Bengoa, J., Maghirang, R., & Balendres, M. (2020). Detection of Nigrospora sphaerica in the Philippines and the susceptibility of three Hylocereus species to reddish-brown spot disease. Journal of the Professional Association for Cactus Development, 22, 49-61. https://doi.org/10.56890/jpacd.v22i.321
  17. Emejas, D., Jumao-as, C., & Salvaña, F. (2023). Identification of common fungal pathogens of dragon fruit (Hylocereus undatus) in Sarangani Province, Philippines. Environmental and Experimental Biology, 21(3), 93-99. https://doi.org/10.22364/eeb.21.11
  18. Mariam, M., Natsir, A., & Syahrir, S. (2023). Consumption and digestibility studies in goats fed with complete feed corn tumpi and red dragon fruit peel flour (Hylocereus sp.). Hasanuddin Journal of Animal Science (HAJAS), 5(1), 10-17. https://doi.org/10.20956/hajas.v5i1.21987

 

 

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *