Biopestisida dari Pohon Intaran (Azadirachta indica)

Tanaman Mimba di Bali disebut Don Intaran",  berdiri kuat di pematang sawah, di sebelah timur rumah saya. Ketika angin laut dan saat bulan purnama, tampak daunnya  indah mempesona jiwa. Peribahasa  kerap digunakan untuk memuji kecantikan paras wanita, 'Alisne madon intaran. Alisnya seperti daun intaran (mimba)  Daunnya merupakan salah satu komponen upacara, bahan untuk membuat banten dan  bahan upacara lainnya  

Pohon  Mimba  ini mulai dilirik banyak penggiat pertanian organik, sebagai biopestisida. Hal ini dilatar belakangi oleh beberapa hal antara lain: Pertama, Selama bertahun-tahun, penggunaan pestisida sintetik yang tersedia secara komersial secara ekstensif terhadap serangga fitofag telah menyebabkan bioakumulasinya di lingkungan yang menyebabkan peningkatan resistensi dan pengurangan keanekaragaman hayati tanah.

Kedua,  sekitar  90% dari pestisida yang diterapkan memasuki berbagai sumber daya lingkungan sebagai akibat dari limpasan, membuat petani serta konsumen produk pertanian mengalami masalah kesehatan yang parah.

Oleh karena itu, perhatian yang semakin besar telah diberikan pada pengembangan pestisida,  yang ramah lingkungan alternatif yang akan membantu sistem pengelolaan hama yang efisien dan juga mencegah paparan kronis yang menyebabkan penyakit.

 Salah satu strategi tersebut adalah, penggunaan bahan aktif tanaman Mimba ( Azadirachta indica) yang menunjukkan sifat obat pertanian  untuk  insektisida serta imunomodulator dan anti-kanker.

Konstituen paling menonjol dari mimba adalah azadirachtin, yang telah ditetapkan sebagai bahan insektisida penting. Bioaktif ini  sebagai agen antifeedant. Senyawa bioaktif antifeedant merupakan suatu senyawa organik bahan alam yang berasal dari metabolisme sekunder tumbuhan. Senyawa ini dibutuhkan oleh tanaman itu untuk melindungi dirinya dari serangan hama, menolak dan menginduksi kemandulan pada serangga dengan mencegah oviposisi dan mengganggu produksi sperma pada hewan jantan.

Dalam tulisan ini hendak dibahas, Selayang pandang tanaman Mimba, komponen   pestisida mimba, bahan fungsional aktifnya beserta  strategi terbaru dalam menggunakan nanocarrier, untuk memberikan pelepasan bahan aktif yang terkontrol dan untuk meningkatkan stabilitas dan keberlanjutannya, sehingga dapat dimaksimalkan untuk membantu manusia dalam meningkatkan produksi pangan.

SELAYANG PANDANG POHON INTARAN (MIMBA) 

Pohon Mimba adalah bagian dari keluarga pohon mahoni, Meliaceae. Pohon-pohon ini tumbuh sangat cepat dan memiliki daun yang menyebar luas, yang dapat mereka jatuhkan dengan cepat di musim kemarau untuk melindungi pohon-pohon lainnya. Kualitas ini membuat mereka sangat tahan terhadap lingkungan yang menantang; mereka terutama ditemukan di zona tropis dan subtropis. Bunganya sangat harum dan berwarna putih, sedangkan buah pohon mimba adalah buah berbiji kecil dengan daging buah yang pahit.

Tanaman Mimba merupakan tanaman asli dari India. Mimba juga tersebar di hutan-hutan di wilayah Asia Selatan dan Asia Tenggara, termasuk Sri Lanka, Malaysia, Pakistan, Thailand dan Indonesia. Wilayah penyebaran mimba lainnya adalah di Mauritius, Karibia, Fiji serta negara lain di Amerika. Pohon ini disebarkan banyak oleh para pekerja dari India dengan cara menanam bijinya. Hal ini erat kaitannya dengan kultur masyarakat India yang banyak memanfaatkan tumbuhan mimba dalam segi pengobatan sehingga disebut dengan "The village pharmacy" (Biu, 2009). Di Indonesia tanaman ini banyak tumbuh di Lombok, Bali, Subang dan di daerah pantai utara Jawa Timur, di Bali jumlah tanaman mimba diperkirakan lebih 500 ribu pohon dan dikenal dengan nama intaran. Selain itu tanaman ini juga banyak ditemukan di Lombok, jumlahnya diperkirakan sekitar 250-300 ribu pohon. Sementara itu, di wilayah Indonesia lainnya tumbuhan ini ditanam dalam jumlah sedikit yaitu kurang lebih 250 ribu pohon.

Dalam tradisi pengobatan klasik India yang  dikenal Ayurveda, Mimba adalah kata Sansekerta yang mengacu pada Azadirachta indica (Mimba), dari keluarga Meliaceae. Bagian tanaman tertentu dari Mimba dimakan sebagai sayuran (ka), menurut Caraka dalam Carakasahit strasthna (bab 27), sebuah karya klasik Ayurveda. Oleh karena itu, tanaman ini merupakan bagian dari kelompok tanaman obat kavarga, mengacu pada "kelompok sayuran/jamu ". Hal ini juga dikenal sebagai Prabhadra. Nama Inggris lain yang umum digunakan termasuk "nimtree" dan "lilac India. Oleh berbagai sarjana dalam terjemahan mereka dari ukranti. Pohon ini disebut-sebut menghasilkan buah yang baik. Raja harus menanam tanaman domestik seperti itu di dalam dan di sekitar desa. Dia harus memberi makan mereka dengan kotoran kambing, domba dan sapi, air serta daging. Berikut ini adalah resep India kuno untuk makanan pohon seperti itu: Menurut ukranti 4.4.105-109: "Pohon-pohon (seperti Mimba) harus disiram di pagi hari. Dalam pancaratra,  Mimba mengacu pada "Mimba" dan mewakili jenis sayuran yang cocok untuk digunakan dalam persembahan persembahan, menurut syair 25.121b-125 dari varasahit.

TANAMAN MIMBA DI BALI 

Bagi Umat Hindu di Bali, tanaman ini dikenal dengan nama "Intaran". Daun intaran biasanya dipakai sebagai sarana upakara memandikan jenasah. Di saat memandikan jenasah, daun intaran ini di taruh pada alis mata, yang melambangkan bahwa bentuk alis seseorang bagaikan seindah daun intaran.

Daun intaran berasal dari pohon intaran yang dapat hidup pada daerah tropis. Pohon intaran merupakan jenis pohon berkambium yang bahkan dapat tumbuh setinggi 20 meter. Bentuk daun intaran ini bergerigi dan dapat tumbuh lebat, sehingga terkadang digunakan untuk tanaman perindang. Daun intaran lebih dikenal di India dengan nama "Daun Neem" dan banyak dimanfaatkan sebagai lalapan seperti dengan kemangi.

 Kandungan senyawa yang terdapat di dalam daun intaran yakni hyperoside, nimbolide, quercetin, quercitrin, rutin, azadirachtin, nimbine, sitosterol, 6 desacetylbimbine, serta nimbolide. Tidak hanya kandungan senyawa di dalamnya, daun intaran juga memiliki beberapa aktivitas yakni antikanker, antibakteri, antiviral, antiduretic, antifungal, serta antisedative. Kandungan senyawa serta aktivitas daun intaran memang sangat baik untuk digunakan sebagai salah satu jenis dedaunan obat herbal. Daun yang juga disebut dengan nama daun mimba atau daun neem ini memiliki rasa yang pahit. Akan tetapi, dibalik rasa pahit dari daun intaran, banyak manfaat yang diperoleh dari memanfaatkan daun intaran sebagai sayur harian dan juga obat herbal.

KOMPOSISI KIMIA BAHAN AKTIF BIOPESTISIDA 

Pohon obat menjadi salah satu sumber obat alami yang menonjol, dengan sekitar 80% penduduk dunia masih bergantung sepenuhnya pada obat herbal atau tradisional untuk mengobati berbagai penyakit [1,2,3]. Senyawa farmasi yang berasal dari tumbuhan sering lebih disukai karena keamanan, stabilitas dan keterjangkauannya [4]. Di antara spesies mahoni yang tersebar luas (Meliaceae), Azadirachta indica telah banyak dimanfaatkan dalam industri kesehatan dan pertanian. Secara lokal dikenal sebagai Mimba, pohon ini disebutkan dalam pengobatan Ayurveda sebagai salah satu pengobatan tertua untuk mengobati berbagai penyakit manusia seperti malaria, diabetes dan infeksi kulit, dan juga digunakan sebagai perangsang nafsu makan. Ekstrak mimba juga dilaporkan memiliki efek penghambatan pada beberapa lini sel kanker seperti kanker payudara, gastrointestinal, ginekologi, hematologi, prostat, dan kulit. Berdasarkan survei literatur, lebih dari 300 senyawa kompleks secara struktural telah diidentifikasi. Beberapa golongan senyawa kimia aktif telah ditemukan dalam mimba seperti nimbin, nimbidin, salanin, azadirachtin (AZA), polifenol, glikosida, dihidrokalkon, kumarin dan tanin. Namun demikian, senyawa aktif yang paling dominan dalam Mimba adalah AZA, yang merupakan mayoritas aktivitas biologis spesies ini.

Mimba telah diperbanyak secara konvensional melalui biji, namun ada banyak keterbatasan yang disebabkan oleh sifat rekalsitran dan viabilitas jangka pendeknya. Ada juga komplikasi dalam memilih tanaman yang cepat tumbuh dan hasil tinggi dalam hal produksi metabolit sekunder dan seragam dalam konstituen genetik. Komersialisasi produk Mimba masih dalam pengembangan karena sumber daya alam yang tidak mencukupi dan laporan yang terbatas tentang sifat biokimia in vitro. Untuk mengatasi kendala tersebut, teknik kultur jaringan dapat diterapkan sebagai pendekatan alternatif berkelanjutan untuk perbanyakan massal dan cepat spesies ini, sambil meminimalkan panen tanaman ini dari habitat aslinya. Teknologi kultur sel tanaman telah menjadi sistem alternatif yang efektif untuk produksi molekul bioaktif in vitro untuk memenuhi permintaan pasar saat ini.

Selain itu, modifikasi dalam hal komposisi media dan kondisi kultur in vitro merupakan elemen kunci dalam produksi senyawa bioaktif yang ditargetkan. Dalam beberapa tahun terakhir, peneliti telah menginisiasi galur kalus dari daun juvenil dan tangkai daun mimba diikuti dengan perkembangan pucuk dan akar melalui manipulasi zat pengatur tumbuh. Tunas dan akar tidak langsung juga dimulai dari kultur kalus antera dan cakram daun. Selanjutnya, para peneliti telah berusaha untuk mengembangkan metode untuk menghasilkan metabolit sekunder yang berharga secara in vitro. Teknik ini berfungsi sebagai alternatif yang berharga untuk menghasilkan produksi metabolit sekunder yang berkelanjutan dan berkelanjutan, karena tidak tergantung pada iklim dan lokasi geografis. Rendemen metabolit sekunder yang dihasilkan melalui pendekatan konvensional seringkali bervariasi tergantung pada berbagai faktor eksternal lainnya seperti komposisi tanah, keberadaan organisme endofit, ketinggian tempat, pengolahan, dan kondisi penyimpanan.  Di sisi lain, produksi metabolit sekunder yang diturunkan secara in vitro mengurangi kebutuhan penggunaan lahan yang luas dan penggunaan tenaga kerja yang berat untuk menanam, memelihara dan memanen tanaman . Metode ini menawarkan potensi peningkatan produksi melalui kultur suspensi dan penggunaan bioreaktor, bahan awal yang seragam secara genetik (tanaman klon) serta produksi metabolit sekunder yang lebih seragam, karena semua faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan bahan tanaman dapat dikendalikan .

Studi awal sedang dilakukan untuk meningkatkan produksi berkelanjutan azadirachtin (AZA), senyawa utama yang berkontribusi pada aktivitas biologis Mimba. Aplikasi AZA berkisar dari penggunaannya sebagai agen biokontrol serangga, hingga aplikasi obat dan farmakologis yang luas. Misalnya, AZA menunjukkan aktivitas larvasida terhadap Anopheles stephensi, vektor malaria , dan memiliki potensi antioksidan yang lebih baik daripada askorbat untuk menangkap radikal bebas . Selain itu, AZA dilaporkan memiliki potensi kemo-preventif, dimana menghambat perkembangan 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA)-induced hamster buccal pouch (HBP) karsinoma, dilaporkan melalui upregulasi antioksidan dan karsinogen. enzim detoksifikasi, mengurangi kerusakan DNA oksidatif dan pencegahan aktivasi pro-karsinogen  Selain itu, azadirachtin A juga telah dilaporkan menunjukkan efek hepatoprotektif pada tikus, dimana pengobatan dengan azadirachtin A menghasilkan perbaikan hepatotoksisitas yang diinduksi karbon tetraklorida (CCl4) dengan cara yang bergantung pada dosis .

Laporan pertama tentang produksi AZA dalam kultur kalus haploid androgenik dibuat oleh Srivastava dan Chaturvedi, di mana kepala sari digunakan sebagai eksplan untuk menginduksi kalus, diikuti oleh regenerasi plantlet, yang kemudian diperiksa kandungan AZA. Akula dkk.  telah berhasil menginduksi embrio somatik dari segmen akar dan nodal, namun hanya sedikit AZA yang terdeteksi dalam kultur turunan. Baru-baru ini, AZA juga diproduksi dari transformasi akar rambut A. indica, yang dikultur dalam reaktor tangki berpengaduk di bawah kondisi in vitro yang dioptimalkan dan dengan penambahan elisitor. Sujaya dkk.  melaporkan bahwa variasi nutrisi mempengaruhi kandungan biomassa dan produksi AZA.

Meskipun ada beberapa publikasi yang dilaporkan tentang produksi AZA dari mimba dalam literatur, sampai saat ini tidak ada laporan yang diterbitkan tentang efek 2, 4-dichlorophenoxyacetic acid (2, 4-D) dan thidiazuron (TDZ) pada produksi kalus berwarna pada A. indica dan penilaian kandungan AZA (campuran azadirachtin A dan B) selanjutnya. Penelitian ini dilakukan untuk mengoptimalkan dan mengembangkan protokol in vitro yang efisien untuk produksi kalus berbagai warna pada A. indica menggunakan eksplan yang berbeda, serta untuk mengukur kadar AZA dalam kalus berwarna dan menilai toksisitasnya. Hasil penelitian ini akan menghasilkan wawasan berharga tentang manipulasi kondisi kultur untuk menghasilkan bahan berwarna (kalus) dengan sifat bioaktif yang selanjutnya dapat digunakan sebagai pewarna alami fungsional atau untuk produksi berkelanjutan metabolit sekunder bioaktif seperti AZA, biopestisida yang berharga.

MENGAPA BIOPESTISIDA  DARI  POHON INTARAN  PENTING? 

Sebelum lanjut  perlu diketahui, apa pestisida itu, dan apa bahayanya ? Pestisida adalah zat kimia yang digunakan dalam praktik pertanian untuk membantu produksi dan hasil dengan cara mengusir, mencegah, dan menghancurkan hama (Kumar et al., 2012). Namun, selama bertahun-tahun, aplikasi pestisida sintetik secara terus menerus di bidang pertanian telah menyebabkan akumulasi residu pestisida di lingkungan yang menyebabkan berbagai penyakit kronis (Bag, 2000).

Menurut laporan Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP) dan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), pestisida bertanggung jawab atas keracunan sekitar tiga juta orang dan menyebabkan ~ 200.000 kematian setiap tahun, di seluruh dunia. Kasus seperti ini lebih banyak dilaporkan di negara berkembang (95%) dibandingkan di negara maju (World Health Organization, 1990; Yadav et al., 2015).

 Berdasarkan jenis hama yang dikendalikan, pestisida dibagi menjadi beberapa subkategori termasuk insektisida, fungisida, herbisida, rodentisida, pedikulisida, dan biosida (Gilden et al., 2010). Sebagian besar pestisida ini merupakan senyawa stabil dengan waktu paruh yang panjang mulai dari beberapa minggu hingga tahun karena persistensinya di tanah dan sumber air  dan juga memasuki rantai makanan yang menyebabkan peningkatan risiko kesehatan (Pimentel et al., 1992).

 Paparan pestisida dapat terjadi melalui berbagai cara, seperti menghirup aerosol atau tetesan pestisida yang berdiameter lebih kecil dari 5 m, yang dapat diserap secara fisiologis melalui sistem pernapasan. Kontak kulit juga dapat menyebabkan paparan dan keracunan, melalui konsumsi makanan yang terkontaminasi secara langsung atau melalui makanan yang bersentuhan dengan tangan yang terkontaminasi yang dapat menyebabkan keracunan pestisida (Yadav et al., 2015). Selanjutnya, mereka dapat melewati plasenta yang dapat menyebabkan cacat struktural dan fungsional pada janin atau dalam beberapa kasus kematian (Woodruff et al., 2008).

Sebagian besar pestisida yang sangat beracun mudah dimetabolisme dan dihilangkan oleh tubuh, namun, paparan jangka pendek yang akut dapat menyebabkan akumulasinya. Bahan aktif, pembawa, pelarut, dan pengemulsi yang ada dalam pestisida dapat menyebabkan efek samping yang parah (World Health Organization, 1990). Tingkat keparahan efek paparan tergantung pada berbagai faktor seperti dosis asupan, rute paparan, penyerapan pestisida dalam tubuh, kemanjuran akumulasi dan ketekunan. Dalam kebanyakan kasus, metabolisme pestisida dalam tubuh membuatnya larut dalam air, sehingga tubuh dapat dengan mudah mengeluarkannya. Namun, terkadang metabolisme dapat meningkatkan toksisitas, misalnya metabolisme karbosulfan dan furathiocarb menghasilkan karbofuran yang lebih beracun daripada bentuk asli pestisida. Selanjutnya, beberapa zat yang larut dalam lemak tidak dimetabolisme oleh tubuh dan disimpan dalam jaringan lemak yang menyebabkan akumulasinya. Mereka menjadi lebih terkonsentrasi saat melewati rantai makanan (Ntow et al., 2008). Kasus-kasus tersebut menyebabkan berbagai efek toksik termasuk, sensitisasi kulit, ruam reaksi alergi, neurotoksisitas, karsinogenik, reproduksi, dan cacat endokrin, pembentukan katarak dan cacat pada sistem kekebalan tubuh (Alavanja et al., 2004; Owens et al., 2010).

 Di antaranya, karsinogenisitas pestisida telah didokumentasikan dengan baik, dan ada banyak laporan yang mengaitkan pestisida sintetik dengan berbagai jenis kanker dengan paparan berbagai insektisida, herbisida, dan fungisida .

Selain itu, penggunaan pestisida sintetik telah menyebabkan gangguan pada lingkungan, menyebabkan resistensi hama dan toksisitas terhadap organisme non-target. Dalam beberapa kasus, pestisida sintetik ini telah menyebabkan keracunan akut dan kronis pada pekerja pertanian, aplikator dan bahkan konsumen, sehingga sangat penting untuk mengadopsi cara-cara alternatif. Salah satu strategi alternatif yang signifikan adalah menggunakan pestisida nabati, yang merupakan cara paling efisien untuk menggantikan penggunaan pestisida sintetis secara luas. Di antaranya, biopestisida nabati menggunakan ekstrak tumbuhan dan minyak telah terbukti menjadi cara yang paling efisien untuk mengendalikan serangga. Pestisida herbal ini membantu hasil pertanian , karena dapat digunakan sebagai insektisida, fumigan, pupuk kandang, agen pelapis urea atau kondisioner tanah. Mereka dapat digunakan sendiri, atau dalam kombinasi dengan herbal lain, untuk meningkatkan efektivitas insektisida.

SIFAT UNIK  POHON  INTARAN  (MIMBA) 

Di antara tumbuhan MAKA  Mimba (Azadirachta indica) milik keluarga Meliaceae telah muncul sebagai bio-pestisida yang sangat ampuh. Tanaman hijau yang tumbuh cepat ini dikenal sebagai lilac India (Schmutterer, 1990) YANG menawarkan sifat antifeedant yang sangat besar karena kemanjurannya dalam menekan sensasi makan pada serangga, pada konsentrasi bahkan kurang dari 1 bagian per juta (Isman et al., 1991) .

Ini adalah pohon tahan angin yang tumbuh subur di iklim sub-lembab hingga sub-kering dengan curah hujan tahunan 400-800 mm (Schmutterer, 1990). Ini terdiri dari lebih dari 200 alelokimia yang lazim dalam konsentrasi variabel di berbagai bagian tanaman, memberikan berbagai sifat pestisida (Koul dan Wahab, 2004). Biji dari pohon ini terdiri dari 40% minyak dengan azadirachtin sebagai bahan aktif utama, yang terutama bertanggung jawab atas aktivitas insektisida mimba (Isman et al., 1991).

Selanjutnya, kue biji yang diperoleh selama pemrosesan minyak Mimba adalah pupuk alami yang penting yang digunakan dalam praktik pertanian umum. Selain itu, daun mimba telah digunakan selama berabad-abad untuk melawan hama biji-bijian yang disimpan karena sifat penolaknya (Koul et al., 1990).

Secara kolektif, semua bagian tanaman ini diketahui menunjukkan produk sampingan yang secara inheren memberikan pertahanan kimiawi internal yang membuat Mimba bebas dari serangan hama, yang juga dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan strategi pengendalian hama yang efisien. Selanjutnya, bahan fungsional mimba, pameran, signifikansi terapeutik seperti minyak mimba, kulit kayu, daun dan biokimia murninya didokumentasikan memiliki sifat antikanker (Paul et al., 2011) dan antimikroba (Raut et al., 2014). Ekstrak daun mimba memiliki sifat anti-inflamasi (Kumar et al., 2015), sedangkan minyak mimba bertindak sebagai agen antifertilitas (Kaushic, 2004). Yang terpenting, bahan aktif mimba yang dikenal sebagai NLGP kini telah berkembang sebagai agen imunomodulator yang kuat (Mallick et al., 2013), sehingga menjadikannya tanaman obat pertanian yang ideal (Gambar 1). Sifat unik mimba ini menjadikannya agen bio-pestisida yang ideal, karena tidak menyebabkan toksisitas non-spesifik pada mamalia.

AKTIVITAS BIO-PESTISIDA TANAMAN MIMBA

Minyak Mimba (Neem Oil), . diekstraksi dengan menekan dingin biji Mimba sangat efektif melawan serangga dan tungau bertubuh lunak. Kehadiran disulfida dalam minyak mimba merupakan kontributor utama bioaktivitasnya.

 Minyak Mimba mengandung lebih dari selusin analog azadirachtin, tetapi penyumbang utama aktivitas insektisida adalah azadirachtin. Triterpenoid yang tersisa termasuk nimbin, salannin, dan turunannya berkontribusi kecil terhadap efikasi (Isman, 2006). Menariknya, minyak Mimba tidak beracun bagi mamalia, burung, dan ikan dan menunjukkan kemungkinan resistensi yang lebih kecil, karena berbagai cara kerjanya terhadap serangga. Banyak formulasi minyak biji mimba menunjukkan aktivitas antifeedant, ovisidal, larvasida, pengatur pertumbuhan serangga, dan penolak terhadap hama serangga. Sifat larvasida minyak mimba terhadap nyamuk telah lama diselidiki.

Nyamuk bertanggung jawab untuk menyebabkan penyakit manusia yang serius, yang telah menyebabkan jutaan kematian per tahun, termasuk malaria, demam berdarah, dan chikungunya. Akibatnya, insektisida asal botani semakin diminati, karena menunjukkan banyak komponen yang meminimalkan kemungkinan resistensi terhadap insektisida sintetis pada nyamuk.

 Salah satu studi tersebut menyelidiki potensi minyak mimba sebagai alternatif ramah lingkungan untuk pengendalian malaria. Formulasi minyak Mimba pada konsentrasi yang berbeda dievaluasi terhadap nyamuk Aedes, Anopheles, dan Culex (Dua et al., 2009). Hasil menunjukkan penurunan angka kematian yaitu penurunan 98,1% pada Anopheles, penurunan 95,5% pada Culex dan penurunan 95,1% pada Aedes pada hari 1, dan setelah itu pada hari ke 7, 100% kontrol larva diamati.

Aktivitas anti-ekdisteroid yang diamati adalah karena adanya azadirachtin dalam minyak mimba yang membunuh larva melalui efek penghambatan pertumbuhan. Meskipun formulasi minyak Mimba yang digunakan lebih mahal daripada larvasida sintetis, minyak Mimba lebih efektif untuk mencegah resistensi hama (Dua et al., 2009). Hirose dan rekan kerjanya mengevaluasi efek fungitoksik minyak Mimba, bersama dengan tiga pupuk hayati lainnya Supermagro, E.M-4 dan MultibionTM terhadap dua jamur entomopatogen, Metarhizium anisopliae dan Beauveria bassiana. Studi tersebut menunjukkan efek negatif yang signifikan dari minyak Mimba pada perkecambahan, produksi konidial, dan pertumbuhan vegetatif dari dua jamur, yang lebih signifikan di MultibionTM (Hirose et al., 2001). Kemanjuran minyak mimba dievaluasi dalam penelitian terhadap Sarcoptes scabiei var. cuniculi larva, yang merupakan ektoparasit dengan kemungkinan tinggi menyebabkan infeksi zoonosis.

Aktivitas akarisidal diamati menjadi 100% setelah 4,5 jam paparan empat fraksi minyak Mimba yang diperoleh dengan ekstraksi kloroform (Du et al., 2009). Namun, penelitian ini kurang menganalisis efek jangka panjang dari fraksi-fraksi ini yang memerlukan penekanan khusus karena minyak mimba memiliki umur simpan yang rendah (Immaraju, 1998; Javed et al., 2007). Peran minyak mimba sebagai pengatur tumbuh serangga dievaluasi lebih lanjut oleh Kraiss dan Cullen (2008), pada hama kedelai Aphis glycines Matsumura. Semprotan langsung dari dua formulasi Mimba, minyak biji Mimba, dan azadirachtin dievaluasi dalam kondisi terkendali untuk efisiensinya dalam menghalangi fekunditas, waktu pengembangan dan kelangsungan hidup A. glisin dan predatornya Harmonia axyridis. Telah diamati bahwa kedua formulasi mimba efektif dalam menyebabkan kematian nimfa (80% oleh azadirachtin dan 77% oleh minyak mimba), dengan peningkatan yang signifikan dalam waktu perkembangan orang dewasa yang masih hidup. Namun, tak satu pun dari formulasi menyebabkan efek yang signifikan pada fekunditas serangga dan tingkat kematian tidak langsung. Selanjutnya, efek non-target dari perlakuan Mimba pada kelangsungan hidup larva dan waktu perkembangan H. axyridis telah diamati, yang memerlukan penyelidikan lebih lanjut (Kraiss dan Cullen, 2008).

Sebuah studi baru-baru ini yang dilakukan pada Idioscopus clypealis, hama mangga, membandingkan kemanjuran tiga pestisida sintetis, endosulfan, cypermethrin, dan imidakloprid, bersama dengan minyak mimba yang ramah lingkungan, terhadap wereng mangga. Meskipun di antara ketiga insektisida yang diuji, imidakloprid menunjukkan efisiensi tertinggi terhadap hama. Biopestisida berdasarkan formulasi minyak mimba juga menunjukkan kemanjuran yang signifikan. Oleh karena itu, pestisida sintetik ketergantungan tunggal dapat dengan mudah dimodifikasi dengan menerapkan program pengelolaan ramah lingkungan melalui penggunaan minyak Mimba untuk mengendalikan wereng mangga (Adnan et al., 2014).

Seiring dengan sifat penghambat pertumbuhan, minyak mimba juga secara signifikan menunda reproduksi hama. Ini menyebabkan toksisitas mematikan selama tahap kepompong yang mengarah ke berbagai deformasi morfologi seperti orang dewasa yang cacat, ekdisis parsial, dan pemblokiran molt, yang menunda dan menghambat pembentukan dewasa (Boulahbel et al., 2015).

 Namun, baru-baru ini telah dilaporkan bahwa minyak Mimba bersama dengan atribut pencegah hamanya, juga menyebabkan malformasi dalam pertumbuhan dan kelangsungan hidup predator non-target, Podisus nigrispinus yang merupakan hama zoophytophagous yang biasa digunakan dalam pengendalian hama secara biologis. Peningkatan deformasi morfologi di sayap, kaki, dan scutellum bersama dengan kematian diamati dengan meningkatnya konsentrasi minyak Mimba. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempertimbangkan pengaruh pestisida berbasis Mimba pada predator non-target (Zanuncio et al., 2016).

DAUN MIMBA

Daun mimba merupakan sumber kascing dengan sifat pupuk dan pestisida. Menambahkan daun Mimba saat membuat vermicomposting dengan cacing tanah memfasilitasi pertumbuhan dan reproduksi cacing tanah yang lebih cepat dalam vermireaktor yang diberi makan Mimba. Mereka mampu mengubah 7% pakan menjadi kascing per hari sehingga meningkatkan hasil (Gajalakshmi dan Abbasi, 2004). Namun, saat menggunakan vermireaktor yang diberi makan Mimba, penting untuk mempertimbangkan potensi nematisida yang kuat dari Mimba, yang dapat memiliki efek merugikan pada annelida (Akhtar, 2000). Ini meningkatkan umur simpan biji-bijian kacang hijau dengan memberikan khasiat perlindungan terhadap Callosobruchus chinensis, kumbang pulsa. Dosis daun mimba 1,5 mg/100 g biji menunjukkan penurunan yang signifikan dalam jumlah telur yang diletakkan serta meningkatkan kematian pada orang dewasa sebesar 62% menunjukkan potensinya sebagai anti-penolak bioaktif selama pasca panen biji-bijian/penyimpanan benih. (Ahmad dkk., 2015). Baru-baru ini, khasiat antifeedant dan repellent daun mimba divalidasi dalam sebuah penelitian di mana pengayaan pupuk organik dengan bubuk daun mimba dan abu boiler diamati secara signifikan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap infestasi kutu daun (Brotodjojo dan Arbiwati, 2016).

KULIT MIMBA

Penggunaan kulit Mimba sebagai bioinsektisida masih terbatas, karena efektivitas pestisidanya lebih rendah dibandingkan dengan komponen lain dari pohon Mimba termasuk biji dan daun Mimba dalam mengendalikan hama serangga (Sirohi dan Tandon, 2014). Namun, diketahui memiliki sifat fitotoksik ketika diperkaya dalam tanah untuk mengendalikan hama yang didokumentasikan dalam sebuah penelitian, di mana kulit dan daun mimba menghambat perkecambahan dan pertumbuhan berbagai tanaman seperti alfalfa, wortel, kacang, beras, lobak, dan wijen bersama. dengan berbagai gulma dengan demikian, menunjukkan sifat alelopati (Xuan et al., 2004). Kain pewarna berbasis ekstrak kulit mimba baru-baru ini terbukti juga menunjukkan khasiat anti-lepidopteran yang lebih signifikan dibandingkan dengan ekstrak daun mimba karena adanya kandungan azadirachtin, glukosida sianogenik, dan nimbin yang lebih tinggi (Ahmad et al., 2015). Secara terapeutik, komponen pohon mimba ini dikenal memiliki sifat anti-ulkus dan anti-sekresi yang digunakan untuk mengontrol hipersekresi lambung dan tukak gastroduodenal (Bandyopadhyay et al., 2004).

KOMPONEN PESTISIDA AKTIF DARI  MIMBA

Bagian Mimba yang terdiri dari daun, biji, kulit kayu, bunga, dan minyak memiliki banyak komponen yang bertanggung jawab atas berbagai aktivitas pestisidanya adalah azadiractin, salannin, dan Nimbolida

AZADIRACHTIN

Komponen utama minyak mimba, daun, bunga, dan buah yang bersifat insektisida adalah Azadirachtin. Ini merupakan 0,1-0,3% dari biji Mimba dan pertama kali diisolasi dari A. indica oleh Morgan et al. di Universitas Keele, Inggris (Schmutterer, 1985).

Senyawa Ini adalah limonoid tetranortriterpenoid kompleks dengan sifat penolak dan pestisida. Biosintesis triterpenoid dari A. indica dimulai dengan azadirone dan pembukaan cincin-C, yang berpuncak pada pembentukan Azadirachtin. Azadirachtin, bersama dengan triterpenoid terkait lainnya seperti Azadirachtin B, salannin dan nimbin, adalah bahan aktif dalam bioinsektisida nabati dan mereka bertindak dengan mengganggu pertumbuhan dan perkembangan serangga dan dengan menghalangi makan mereka. Ini dianggap sebagai pestisida nabati dengan pengaturan pertumbuhan yang luar biasa dan kemanjuran biosidal bersama dengan efek jera pada ovipositing dan makan serangga (Morgan, 2009).

 Upaya untuk mengevaluasi mekanisme molekuler yang tepat dari aktivitas insektisida azadirachtin pada Monochamus alternatus, kumbang penggergaji pinus, telah menunjukkan pengayaan gen yang diekspresikan secara berbeda (DEG) di 50 jalur. 920 dan 9984 gen unik ditemukan naik turun diatur secara signifikan. Pembuatan profil gen yang mendetail untuk menilai internalisasi azadirachtin dengan M. alternatus, dapat mendorong pengembangan pestisida herbal turunan azadirachtin yang efisien (Lin et al., 2016).

Mekanisme aksi Azadirachtin secara struktural mirip dengan hormon serangga yang dikenal sebagai "ecdysones" yang bertanggung jawab untuk metamorfosis pada serangga. Perilaku makan pada serangga tergantung pada input saraf yang diterima dari sensor kimia serangga, misalnya reseptor rasa di bagian mulut, tarsi dan rongga mulut. Sensor ini mengintegrasikan "kode sensorik" yang dikirim ke sistem saraf pusat. Manifestasi antifeedancy oleh azadirachtin terjadi melalui stimulasi sel pencegah di kemoreseptor ini dan dengan menghalangi stimulasi makan pada serangga dengan menembakkan sel reseptor "gula" (Jennifer Mordue Luntz et al., 1998).

Selain antifeedancy, injeksi azadirachtin juga menyebabkan efek fisiologis pada usus tengah serangga, yang menyebabkan penurunan efisiensi pencernaan setelah menelan. Pengurangan efisiensi ini dikenal sebagai antifeedancy "sekunder" dan disebabkan oleh gangguan pada sistem hormonal dan fisiologis. Gangguan ini termasuk hambatan dalam pergerakan makanan melalui midgut serangga dan penghambatan dalam produksi enzim pencernaan (Schmutterer, 1985). Sebuah studi awal yang dilakukan oleh Nisbet et al. (1996) menyoroti fitur antifeedant dari azadirachtin. Ditetapkan bahwa konsentrasi 50-100 ppm azadirachtin menyebabkan efek insektisida, namun memiliki potensi tinggi untuk membahayakan serangga yang bermanfaat juga. Oleh karena itu, konsentrasi rendah diuji yang menyimpulkan bahwa konsentrasi hanya 5 ppm azadirachtin dapat secara dramatis menurunkan fekunditas kutu daun dalam waktu 48 jam setelah makan. Selanjutnya, diet yang mengandung lebih dari 10 ppm azadirachtin menyebabkan produksi nimfa yang tidak dapat hidup. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa bahkan dengan konsentrasi azadirachtin yang rendah, tidak dapat menyebabkan antifeedancy segera. Efek antifeedancy sekunder serta efek sterilan dapat dengan cepat memanifestasikan dirinya dan membantu dalam memberikan perlindungan tanaman dengan mengurangi populasi hama tanpa merugikan populasi non-target atau predator alami (Nisbet et al., 1996).

Azadirachtin mengganggu pertumbuhan dan proses molting serangga. Molting artinya adalah masa gugur atau ranggasnya bulu. Konsumsi azadiractin nya menyebabkan molting abnormal, pengurangan pertumbuhan dan peningkatan kematian. Azadirachtin mengganggu sintesis hormon "ecdysteroid", yang bertanggung jawab atas molting pada serangga.

 Secara tidak langsung, azadirachtin mempengaruhi sistem neurosecretory pada serangga dengan menghalangi pelepasan hormon peptida morfogenetik seperti hormon prothoracicotropic yang mengontrol kelenjar prothoracic dan allatostatins, yang pada gilirannya mengontrol corpora allata (bertanggung jawab untuk mensekresi hormon remaja).

Hormon molting dari kelenjar prothoracic bertanggung jawab untuk mengendalikan pembentukan kutikula baru, dan memainkan peran sentral dalam ekdisis. Pembentukan stadia juvenil pada setiap molting dikendalikan oleh hormon juvenil dari corpora allata (Nisbet, 2000). Gangguan dalam peristiwa ini oleh azadirachtin, menyebabkan berbagai kemandulan dan cacat molting.

Selain itu, serapan seluler azadirachtin menghambat pembelahan sel serta sintesis protein sehingga menyebabkan nekrosis sel usus tengah dan kelumpuhan otot (Nisbet, 2000). Produk Mimba mempengaruhi fekunditas pada serangga betina dengan cara yang bergantung pada dosis. Azadirachtin mencegah oviposisi dengan menghambat oogenesis dan sintesis ekdisteroid ovarium. Pada pria, azadirachtin bertindak dengan mengganggu proses meiosis yang bertanggung jawab untuk produksi sperma (Linton et al., 1997).

NIMBOLIDA

Dua bahan aktif utama; Nimbolide B dan Nimbic acid B juga menunjukkan aktivitas herbisida mimba. Aktivitas alelopati dan fitotoksik mereka diamati dalam sebuah penelitian di mana mereka menghambat pertumbuhan selada, rumput kepiting, alfalfa, padi hutan, dan rumput lumbung. Aktivitas alelopati meningkat dengan peningkatan konsentrasi senyawa aktif, tetapi intensitasnya bervariasi dengan spesies gulma yang berbeda (Kato-Noguchi et al., 2014).

SALANNIN

Salannin adalah komponen aktif mimba dengan aktivitas pengatur pertumbuhan serangga dan antifeedancy. Salannin menghalangi makan, meningkatkan durasi tahap larva dan menyebabkan molting tertunda, menyebabkan penurunan berat pupa yang mengakibatkan kematian larva dan pupa. Hal ini telah ditunjukkan dalam studi awal pada Oxya fuscovittata di mana salannin menyebabkan penundaan pergantian bulu dan kematian nimfa (Govindachari et al., 1996). Bioaktivitas yang diamati lebih menonjol pada azadirachtin dibandingkan dengan salannin, namun kombinasi azadirachtin dengan salannin dan nimbin dapat memberikan aktivitas pengatur pertumbuhan serangga dengan peningkatan kemanjuran. Aktivitas biologis salanin juga telah dinilai pada ulat grayak tembakau Spodoptera litura dan penggerek polong gram Helicoverpa armigera. Ketiga komponen salannin, termasuk salannol, salannin, dan 3-O-asetil salannol, menunjukkan aktivitas antifeedant yang kuat. Pengujian nutrisi dilakukan untuk menganalisis fitur antifeedant dari komponen dan penurunan yang signifikan dalam pertumbuhan dan perkembangan larva yang diberi makan dengan senyawa mimba diamati, yang menunjukkan pencegahan makan pada serangga (Koul et al., 2004).

Studi ini juga mendukung penggunaan beberapa komponen aktif, karena mereka menambah bioaktivitas dan menegaskan bahwa formulasi memiliki berbagai penghambatan pertumbuhan, antifeedant, dan efek toksik. Berlawanan dengan ini, sebuah penelitian baru-baru ini dilakukan, yang berusaha untuk meningkatkan variabilitas potensial salannin sebagai molekul insektisida.

Tujuannya adalah untuk mengubah salannin menjadi dua metabolit N-(2-hidroksietil)-a,b-tak jenuh-g-laktam salanninactam dan g-hidroksibutenolida salanninolideb. Konversi ini dimungkinkan dengan mengubah bagian furan C-7 menggunakan galur jamur Cunninghamella echinulate (Haldar et al., 2014).

Transformasi molekul alami kompleks menjadi metabolit baru ini dapat dimanfaatkan untuk keuntungan potensial karena dapat membatasi penggunaan beberapa senyawa dalam formulasi insektisida. Namun, mekanisme rinci aksi insektisida dari salanin yang diubah ini masih belum diketahui.

PROSEDUR UNTUK EKSTRAKSI BAHAN BIOAKTIF  DARI  MIMBA

Semua bagian pohon mimba mengandung senyawa bioaktif, namun bahan aktif mimba memiliki kelarutan rendah dalam air tetapi kelarutan lengkap dalam pelarut organik seperti alkohol, hidrokarbon, eter, atau keton, atau sangat pekat. Dengan demikian, mereka perlu diekstraksi, yang dapat dilakukan dengan menggunakan metode antara lain.

EKSTRAKSI AIR

Salah satu teknik ekstraksi yang paling sederhana adalah melalui penghancuran dan penggilingan biji, diikuti dengan ekstraksi berikutnya dengan air. Biji mimba biasanya disimpan semalaman, dan suspensi kasar yang diperoleh kemudian disaring dan digunakan sebagai emulsi yang dapat disemprotkan. Namun, karena bahan aktif memiliki kelarutan yang lebih sedikit dalam air, prosesnya membutuhkan banyak air. Satu studi mengevaluasi efek antifekunditas dengan menggunakan ekstrak air biji mimba pada perkembangan Bactrocera dorsalis dan Bactrocera cucurditaei ketika diberi makan sebagai sumber air, yang kemudian dibandingkan dengan azadirachtin murni. Ekstrak kasar dibuat dengan menggiling biji biji mimba menjadi bubuk halus, diikuti dengan ekstraksi selanjutnya dengan air suling menggunakan blender laboratorium. Ekstrak kasar kemudian disaring dan dikeringkan. Hasil menunjukkan bahwa jika dibandingkan dengan ekstrak biji mimba berair, azadirachtin murni memiliki efek yang lebih besar pada kesuburan dan fekunditas. Efek pasca-embrionik dari ekstrak biji mimba berair dikonfirmasi untuk pertama kalinya dalam penelitian ini, sehingga mengidentifikasi alternatif pestisida sintetis yang murah, aman dan terbarukan (Singh, 2003).

EKSTRAKSI HEKSANA

Ekstraksi heksana melibatkan pemarutan dan seduhan biji mimba dalam pelarut heksana, menghasilkan penghilangan minyak. Minyak ini berguna untuk membunuh telur banyak serangga seperti jentik nyamuk dan wereng yang sulit dikendalikan. Pemurnian azadirachtin pada dasarnya melibatkan pengayaannya melalui ekstraksi pelarut. Secara singkat, inti biji mimba disuspensikan dalam heksana dengan pengadukan terus menerus dan juga disaring. Ini mengkonsentrasikan minyak Mimba yang mengandung limonoid. Metode yang sama diterapkan untuk mengisolasi azadirachtin dari biji mimba menggunakan metanol, kemudian dipartisi dengan heksana untuk menghilangkan senyawa non-polar lainnya yang ada (Sinha et al., 1999).

Pengendapan yang disebabkan oleh heksana merupakan langkah pra-konsentrasi yang penting untuk ekstraksi dan pemisahan limonoid minyak mimba. Heksana digunakan karena merupakan pelarut yang sangat non-polar. Ketika ditambahkan ke dalam minyak Mimba, ia membentuk fase minyak heksana baru yang lebih non-polar dibandingkan dengan fase minyak, sehingga mengurangi kelarutan dan menyebabkan pengendapan limonoid yang lebih polar dari minyak Mimba. Metode ini menghasilkan pembentukan serbuk halus yang mengandung azadirachtin dan komponen lainnya (Melwita dan Ju, 2010).

EKSTRAKSI ALKOHOL

Metode yang paling langsung untuk ekstraksi konstituen Mimba dalam bentuk pekat, adalah melalui ekstraksi alkohol, karena limonoid memiliki kelarutan yang sangat tinggi dalam pelarut alkohol. Selama proses, kernel diparut dan direndam dalam etanol atau metanol. Hasil yang diperoleh 50 kali lebih pekat daripada hasil yang diperoleh melalui ekstraksi air. Dalam satu penelitian, ekstrak daun mimba metanol dipelajari untuk potensi anti-inflamasinya. Prosedur ekstraksi sederhana diterapkan untuk menghasilkan ekstrak kasar hijau. Secara singkat, daun mimba kering dihaluskan kemudian dilarutkan dalam metanol sambil terus dikocok. Pelarut kemudian diuapkan hingga kering, menghasilkan ekstrak kasar berwarna hijau (Schumacher et al., 2011).

 Studi lain menggunakan heksana dan etanol sebagai dua pelarut dengan rasio 1:5 untuk ekstraksi dari biji mimba dan mengevaluasi pengaruh suhu, jenis pelarut dan ukuran partikel pada parameter kinetik dan termodinamika ekstraksi. Peningkatan suhu ekstraksi menghasilkan hasil minyak yang lebih tinggi, tetapi kualitas minyak yang lebih rendah. Proses ekstraksi bersifat endotermik, spontan dan irreversible (Liauw et al., 2008). Bahan aktif pekat yang dihasilkan, diperoleh melalui teknik ekstraksi yang disebutkan di atas, kemudian dapat dimodifikasi menjadi debu, butiran, konsentrat yang dapat diemulsi dan bubuk yang dapat dibasahi untuk penggunaan yang lebih canggih (Liauw et al., 2008).

EKSTRAKSI NEEM LEAF GLYCOPROTEIN (NLGP)

 

NLGP adalah komponen mimba dengan sifat imunomodulator (Baral et al., 2010). Ekstraksi bahan aktif ini pertama kali dijelaskan oleh Baral dan Chattopadhyay (2004). Secara singkat, komponen aktif daun mimba diisolasi dengan merendam bubuk daun mimba yang diperoleh dengan cara mengeringkan dan menghancurkan daun mimba, dalam  buffer Salin (phosphate buffered saline =PBS), diikuti dengan serangkaian langkah sentrifugasi dan filtrasi.

Tekni ini merupakan  teknik sederhana namun sangat umum digunakan untuk ekstraksi NLGP, dan ekstrak yang diperoleh kemudian dapat dianalisis untuk konsentrasi endotoksin, protein, dan karbohidratnya (Baral dan Chattopadhyay, 2004; Chakraborty et al., 2008; Goswami et al. , 2014). Potensi anti-kanker dari komponen daun mimba telah menjadi perhatian berbagai terapi alternatif, karena beberapa bahan aktifnya menawarkan anti-mutagenik (Arumugam et al., 2014), anti-proliferasi (Sharma et al., 2014; Patel et al. ., 2016) dan sifat anti-inflamasi (Sarker et al., 2014).

Dengan demikian, disimpulkan bahwa  ekstrak ini dapat menghambat pertumbuhan tumor melalui aktivasi imun (Baral dan Chattopadhyay, 2004). Sejalan dengan ini, telah diamati bahwa NLGP menyebabkan aktivasi sel pembunuh alami (NK) dan sel NK-T dan merangsang sekresi interferon gamma (IFN) dan tumor necrosis factor alpha (TNF) yang mengarah ke sitotoksisitas sel tumor (Haque dan Baral, 2006).

Analisis mekanisme yang terlibat dalam pembatasan tumor yang dimediasi NLGP mengungkapkan sekresi IFN dalam lingkungan mikro tumor yang diobati dengan NLGP. Selanjutnya, ekspresi rendah sel FasR(+) diamati dalam sel T CD8(+). Secara kolektif, telah disarankan bahwa NLGP meningkatkan fungsi optimal sel T yang menghambat pertumbuhan tumor (Barik et al., 2013). Terapi ini merangsang aktivasi sel NK/NKT bersama dengan memulai respon imun tipe Th1 dan dengan demikian, mempertahankan homeostasis imun normal pada pejamu yang mengalami imunosupresi melalui peningkatan regulasi respon tipe 1 (Mandal-Ghosh et al., 2007; Bose et al., 2009) ). Ini juga membantu dalam pematangan sel dendritik yang berasal dari myeloid dan sumsum tulang tikus yang menyediakan presentasi antigen yang efisien serta co-stimulasi sel T efektor (Goswami et al., 2010) yang menunjukkan potensinya sebagai kandidat alat vaksin untuk imunoterapi kanker. Baru-baru ini, juga ditetapkan bahwa kombinasi vaksinasi NLGP dengan antigen sarkoma (SarAg) menunjukkan kekebalan anti tumor yang memiliki keunggulan tinggi dibandingkan dengan vaksinasi SarAg saja karena, inokulasi vaksinasi menunjukkan kelangsungan hidup bebas penyakit hingga 60 hari (Ghosh dkk., 2016).

BIOPESTISIDA NANO BERBASIS  SENYAWA BIOAKTIF DARI  MIMBA

Dalam praktik pertanian, insektisida berbahan dasar herbal memiliki kelemahan yaitu terdegradasi saat terkena sinar matahari, karena umur simpan yang rendah. Selain itu, bahan aktif mimba menyebabkan toksisitas non-spesifik.

Ekstrak air dari  daun mimba telah menunjukkan toksisitas terhadap Oreochromis niloticus, dengan menyebabkan telangectiasis, lamela sekunder bengkok, piknosis, pemendekan lamela sekunder, dan nekrosis. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempertimbangkan sifat ekotoksikologi bahan aktif biopestisida (Alim dan Matter, 2015).

Untuk mengatasinya, nano-bioteknologi menawarkan potensi besar, karena melibatkan produksi nanoformulasi unik yang memiliki kemampuan untuk meningkatkan stabilitas fisiokimia, degradabilitas, dan efektivitas produk alami (Perlatti et al., 2013). Nanokapsul ini menyediakan perakitan yang lambat, terkontrol dan siklik. Ini memfasilitasi pelepasan berkelanjutan dari senyawa aktif yang dapat dikontrol di lokasi aksi sehingga meminimalkan efek toksik non-target.

Selain itu, mereka mencegah hilangnya komponen volatil, sehingga menambah stabilitas fitokimia (Duran dan Marcato, 2013). Selama dekade terakhir, nanoteknologi "pelepasan terkontrol" ini telah mendapatkan perhatian yang meningkat.

 Bahan aktif mimba yang dominan, Azadirachtin dapat dimuat ke nanopartikel organik (Feng dan Peng, 2012) maupun nanopartikel anorganik (Choudhury et al., 2016). Daun mimba mengandung fitokimia pereduksi yang dapat digunakan untuk biosintesis NP perak (Shankar et al., 2004). NP semacam itu yang ditutup dengan ekstrak daun mimba dapat bertindak sebagai alat pengiriman biopestisida yang sangat baik untuk aktivitas insektisida yang efisien. Selanjutnya, minyak mimba dapat dimuat ke NP berbasis silika. Persiapan ini dalam sebuah penelitian menunjukkan pengurangan yang signifikan dalam Tuta absoluta, pengorok daun tomat. Mereka tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam kemanjuran insektisida jika dibandingkan dengan pestisida kimia, imidakloprid (El-Samahy et al., 2014).

Dalam studi lain, nanoemulsi minyak Mimba yang diekstraksi dari biji tanaman dikembangkan untuk menghambat biopestisida berbasis mimba yang sangat mudah terurai. Pengurangan signifikan dari hama penyimpanan Zabrotes subfasciatus memvalidasi kemanjuran pembawa skala nano dalam memberikan stabilitas bahan biopestisida bersama dengan menyediakan pelepasan terkontrol. Persiapan nanoemulsi semacam itu juga menghadirkan stabilitas UV yang tinggi (da costa et al., 2014). Di sisi lain, pemuatan minyak mimba pada polimer nanocarrier, Poli (-kaprolakton) (PCL) dan -siklodekstrin untuk mengendalikan Bemisia tabaci, meskipun diindikasikan efektif dalam menyebabkan aktivitas insektisida, efikasi yang diamati kurang jika dibandingkan dengan minyak mimba komersial. (Carvalho et al., 2012). Kue biji mimba menawarkan potensi kemanjuran sebagai pupuk hayati nano.

Daging  biji mimba menawarkan potensi kemanjuran sebagai pupuk hayati nano. Pembuatan struktur nano slow release yang mengandung bungkil mimba merangsang perkecambahan rhizobakteri bersamaan dengan pengiriman nutrisi ke tanaman (Celsia dan Mala, 2014; Mala et al., 2016).

 Namun demikian, banyak manfaat NP dalam pengiriman agrokimia telah membuka jalan ke era baru biopestisida. Teknologi ini memberikan beberapa manfaat termasuk karakteristik pelepasan lambat, peningkatan stabilitas bahan fungsional, penggunaan dosis kecil, kerugian terbatas oleh degradasi dan pencucian, kemudahan dalam penanganan, transportasi dan dalam menutupi bau.

TANTANGAN MASA DEPAN

Isu yang muncul baru-baru ini mengenai meningkatnya prevalensi resistensi hama telah mendorong penerapan strategi alternatif dengan penekanan khusus pada pengelolaan hama terpadu. Mimba merupakan kandidat alternatif yang ideal sebagai pestisida nabati non-sintetis alami. Selama bertahun-tahun, banyak penelitian telah memvalidasi aktivitas pestisidanya. Ini adalah alternatif yang hemat biaya dan ramah lingkungan untuk pestisida komersial yang disintesis secara kimia. Namun, karena ketidakstabilannya terhadap sinar ultraviolet dan keterbatasan efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan rekan-rekan sintetisnya (Barnby et al., 1989), sangat penting untuk mengembangkan strategi baru dan efisien untuk menggantikan pestisida kimia beracun yang disintesis.

 Hal ini dapat dicapai dengan memanfaatkan pengetahuan masa lalu tentang fitokomponen Mimba dengan aktivitas pestisida dan mengintegrasikannya dengan strategi inovatif saat ini untuk mengembangkan alat pengendalian hama yang unik dan efektif. Penggabungan nanosains menggabungkan nanokapsul organik untuk memberikan manfaat ganda dari pengiriman terkontrol dari bahan fungsional serta pembawa biodegradable dan tidak beracun dapat bertindak sebagai titik balik pertanian modern.

Sejalan dengan ini, nanopartikel anorganik, karena ukurannya yang kecil dan kemudahan dalam modifikasi permukaan (Joany et al., 2015) juga dapat mendukung praktik pertanian berkelanjutan yang akan datang. Penambahan nanoformulasi tersebut tidak hanya dapat berfungsi sebagai antifeedant, ovisidal, sterilan, dan cacat morfologi dan fisiologis pada serangga tetapi juga sebagai pupuk herbal. Sifat pelepasan lambat bahan aktif dalam tanah, kondisi tanah dan menyediakan nutrisi yang mendorong pertumbuhan tanaman (Mala et al., 2016), yang dapat merevolusi industri pupuk botani. Namun, integrasi pendekatan yang ditargetkan untuk mencegah efek samping pada organisme non-target dan penting secara ekologis merupakan aspek penting yang masih perlu ditangani.

PENUTUP

Risiko lingkungan yang terkait dengan penggunaan pestisida sintetik secara terus-menerus telah mendorong penggunaan komponen insektisida nabati yang memberikan toksisitas selektif terhadap serangga dengan efek target minimal. Penggunaan pestisida nabati menawarkan strategi pengendalian hama yang ramah lingkungan untuk membantu praktik pertanian. Di antara berbagai tumbuhan, insektisida nabati Mimba telah menjadi biopestisida yang paling diterima, karena adanya beberapa limonoid dalam ekstrak tanaman Mimba dan minyak yang tidak hanya menyediakan mekanisme pengendalian hama yang berkelanjutan tetapi juga mencegah resistensi penyakit tanaman, dari berbagai sintetis insektisida. Selain itu, kemanjuran bahan pestisida dari mimba ini dapat ditingkatkan dengan mengenkapsulasinya dalam nanocarrier yang memfasilitasi pelepasan fitokimia yang berkelanjutan dan terkontrol bersama dengan pengiriman yang ditargetkan ke lokasi, sehingga meningkatkan produktivitas dan hasil tanaman.

Selain itu, tanaman meliaceae ini memiliki sifat agro-medis yang unik. Karena, sejajar dengan khasiatnya sebagai biopestisida, ia juga menanamkan imunomodulator (Goswami et al., 2016), anti-kanker (Sironmani, 2016), anti-mikroba (Verma dan Mehata, 2016), dan penyembuhan luka (Bhagavathy dan Kancharla, 2016) properti, yang dapat membuka jalan menuju pendekatan interdisipliner dengan mengintegrasikan atribut tanaman ini untuk memberikan banyak manfaat di bidang pertanian serta biomedis.

Daftar rujukan 

1. Adnan S., Uddin M., Alam M., Islam M., Kashem M., Rafii M., et al. . (2014). Management of mango hopper, idioscopus clypealis, using chemical insecticides and neem oil. Sci. World J. 2014:709614. 10.1155/2014/709614 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Ahmad K., Adnan M., Khan M. A., Hussain Z., Junaid K., Saleem N., et al. (2015). Bioactive neem leaf powder enhances the shelf life of stored mungbean grains and extends protection from pulse beetle. Pak. J. Weed Sci. Res 21, 71--81. [Google Scholar]
3. Akhtar M. (2000). Nematicidal potential of the neem tree Azadirachta indica (A. Juss). Integr. Pest Manag. Rev. 5, 57--66. 10.1023/A:1009609931223 [CrossRef] [Google Scholar]
4. Alavanja M. C., Hoppin J. A., Kamel F. (2004). Health effects of chronic pesticide exposure: cancer and neurotoxicity* 3. Annu. Rev. Public Health 25, 155--197. 10.1146/annurev.publhealth.25.101802.123020 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Alim D., Matter H. (2015). Histopathological Alteration induced in gills of juvenile Nile Tilapia Oreochromis niloticus upon exposure to two bio-pesticides. Int. J. Fish, Aquat. Stud. 2, 80--83. [Google Scholar]
6. Arumugam A., Agullo P., Boopalan T., Nandy S., Lopez R., Gutierrez C., et al. . (2014). Neem leaf extract inhibits mammary carcinogenesis by altering cell proliferation, apoptosis, and angiogenesis. Cancer Biol. Ther. 15, 26--34. 10.4161/cbt.26604 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
7. Bag D. (2000). Pesticides and health risks. Econ. Polit. Wkly. 35, 3381--3383. 10.1111/j.1552-6909.2009.01092.x [CrossRef] [Google Scholar]
8. Bandyopadhyay U., Biswas K., Sengupta A., Moitra P., Dutta P., Sarkar D., et al. . (2004). Clinical studies on the effect of Neem (Azadirachta indica) bark extract on gastric secretion and gastroduodenal ulcer. Life Sci. 75, 2867--2878. 10.1016/j.lfs.2004.04.050 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Baral R., Chattopadhyay U. (2004). Neem (Azadirachta indica) leaf mediated immune activation causes prophylactic growth inhibition of murine Ehrlich carcinoma and B16 melanoma. Int. Immunopharmacol. 4, 355--366. 10.1016/j.intimp.2003.09.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Baral R. N., Sarkar K., Mandal-Ghosh I., Bose A. (2010). Relevance of Neem Leaf Glycoprotein as a New Vaccine Adjuvant for Cancer Immunotherapy. Houston, TX: Studium Press LLC. [Google Scholar]
11. Chaudhary, S., Kanwar, R. K., Sehgal, A., Cahill, D. M., Barrow, C. J., Sehgal, R., & Kanwar, J. R. (2017). Progress on Azadirachta indica based biopesticides in replacing synthetic toxic pesticides. Frontiers in plant science, 8, 610.

.