Antifouling properties of green seaweed Halimeda opuntia from the Coast of Aceh, Indonesia: Sifat antifouling Halimeda opuntia dari Pesisir Aceh, Indonesia

Abstract

Marine biofouling remains a critical challenge in the maritime sector, prompting researchers to explore sustainable, eco-friendly, and antifouling solutions derived from marine organisms. This study aimed to determine the optimal concentration of H. opuntia extract for effective antifouling activity. The research methods included antibiofilm, cytotoxicity, antibacterial, anti-quorum sensing assays, and in situ tests. The results revealed that the methanol extracts of H. opuntia exhibited significantly higher antibiofilm activity, with an IC50 value of 0.020 mg/mL. Cytotoxicity assays demonstrated the lowest toxicity against the L6 cell line, with an IC50 value of 70.79 µg/mL. Mechanistically, the H. opuntia methanol extract did not exhibit a bactericidal effect against Pseudomonas aeruginosa but blocked bacterial communication mechanisms through quorum quenching activity, as evidenced by the formation of colorless opaque zones in reporter assays. In situ trials were conducted in the waters of Redang Island and Kuala Kemaman, Malaysia. Panels coated with H. opuntia 5% extract demonstrated superior antifouling performance over three months, with fouling coverage rates of 11.19% and 9.10%, respectively. Further research is needed on the antifouling properties of H. opuntia to identify its active compounds, evaluate its long-term effectiveness, and determine whether it is cost-efficient for mass production.Biofouling merupakan tantangan yang dihadapi dalam sektor maritim dan mendorong para peneliti untuk mengeksplorasi secara berkelanjutan dengan mencari solusi berupa antifouling yang ramah lingkungan dan berasal dari organisme laut. Penelitian ini bertujuan menentukan konsentrasi terbaik ekstrak H. opuntia berdasarkan aktivitas antifouling. Metode penelitian ini meliputi uji antibiofilm, sitotoksisitas, antibakteri, anti-quorum sensing, dan uji in situ. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak metanol H. opuntia memiliki aktivitas antibiofilm lebih tinggi dengan nilai IC50 sebesar 0,020 mg/mL. Uji sitotoksisitas menunjukkan toksisitas terendah terhadap sel L6, dengan nilai IC50 sebesar 70,79 µg/mL. Secara mekanistik, ekstrak metanol H. opuntia tidak memiliki efek bakterisidal melawan bakteri Pseudomonas aeruginosa, tetapi dapat menghalangi mekanisme komunikasi bakteri melalui aktivitas quorum quenching, yang dibuktikan dengan pembentukan zona buram tidak berwarna dalam uji tersebut.  Uji in situ yang dilakukan di perairan Pulau Redang dan Kuala Kemaman, Malaysia menunjukkan panel yang dilapisi dengan formulasi 5% H. opuntia menunjukkan kinerja antifouling yang superior selama tiga bulan percobaan, dengan tingkat penutupan fouling masing-masing sebesar 11,19% dan 9,10%. Penelitian selanjutnya diperlukan berkaitan dengan sifat antifouling dengan melakukan identifikasi senyawa aktif, evaluasi efektivitas jangka panjang, dan menentukan efisiensi biaya untuk produksi massal