Green Synthesis of Gold Nanoparticles Using Red Ginger (Zingiber officinale Roscoe) Extract and CMC-Na as a Stabilizing Agent

Abstrak

Inggris

Green synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) using plant extracts has attracted increasing attention as an environmentally benign alternative to conventional chemical methods. However, achieving controlled particle size and long-term colloidal stability remains a significant challenge. This study investigated the potential of red ginger (Zingiber officinale Roscoe) rhizome extract as a bioreducing agent for gold-containing colloidal particle formation and evaluated the stabilizing effect of sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na). The extract was characterized through antioxidant and phytochemical analyses before being employed to reduce HAuCl₄. The resulting colloidal systems were analyzed using UV–Vis spectroscopy, polarized microscopy, particle size analysis, zeta potential measurement, and storage stability evaluation. The appearance of a purple-colored dispersion with surface plasmon resonance bands at 550–557.5 nm indicated the formation of gold-containing colloidal particles. Initial particle sizes ranged from 137 to 233.4 nm, with larger particles observed at higher extract concentrations, suggesting concentration-dependent particle growth or aggregation. Phytochemical constituents containing hydroxyl, carbonyl, and carboxyl functional groups are proposed to facilitate Au³⁺ reduction and contribute to the initial capping of the particles. Among the tested formulations, 2% CMC-Na provided the greatest improvement in short-term colloidal stability, delaying aggregation for approximately 14 days. Nevertheless, the substantial increase in hydrodynamic diameter during storage indicates the formation of aggregated or polymer-coated colloidal structures rather than well-dispersed AuNPs. These findings demonstrate the feasibility of red ginger extract for green gold colloid synthesis while highlighting the need for further optimization and advanced characterization to achieve smaller, more uniform, and long-term stable AuNPs.

Bahasa Indonesia

Nanopartikel emas banyak dimanfaatkan pada bidang kesehatan sebagai terapi anti kanker, antimkrobial dan juga bentuk pengembangan dari sistem penghantaran obat. Pembuatan nanopartikel emas menggunakan metode green shyntesis dimana tumbuhan dimanfaatkan sebagai bioreduktor karena lebih ramah lingkungan. Rimpang jahe merah (Zingiber officinale Roscoe) memiliki kandungan metabolit sekunder flavonoid yang berperan sebagai agen pereduksi dan memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi yang dapat berperan sebagai bireduktor. Penelitian diawali dengan pembuatan ekstrak rimpang jahe merah dengan konsentrasi 600, 900 dan 1200 ppm, pengujian IC50, pembuatan larutan emas, pembuatan nanopartikel emas dengan mencampurkan larutan emas dan ekstrak rimpang jahe merah dengan perbandingan 1:1 dan penambahan stabilisator dengan beberapa konsentrasi yaitu 0,5; 1 dan 2%. Karaktersasi dari hasil penelitian ini dilakukan pengamatan visual warna, pengukuran spektrum serapan menggunakan spektrofotometri UV-Vis, mikroskop polarisasi, pengukuran partikel menggunakan PSA dan zeta potensial juga karakterisasi uji stabilitas nanopartikel emas. Hasil dari karakterisasi nanopartikel emas menggunakan CMC-Na 2% cukup efektif sebagai penstabil nanopartikel emas, kestabilan nanopartikel emas mencapai hari ke-14 dengan ukuran partikel sebesar 854,9 nm dan dengan nilai zeta potensial ± 56,27 mV.

Kata kunci

• Rimpang jahe merah (Zingiber officinale Roscoe)
• Nanopartikel emas
• Carboxy Methyl Cellulose Natrium (CMC-Na)
• carboxy methyl cellulose sodium (CMC-Na)
• gold nanoparticles
• red ginger rhizome (zingiber officinale Roscoe)