(COMPARISON OF ANTIBACTERIAL ACTIVITIES OF THE LEAF EXTRACT AND STEM EXTRACT OF BIXA ORELLANA L. AGAINST ESCHERICIA COLI AND STAPHYLOCOCUS AUREUS) Suhardjono, Nova Hasani Furdiyanti, Laely Trihapsari ABSTRACT Bixa orellana L. is one of plants used as antibacterial. The leaf and stem contain tannin, tannin is one of antibacterial compounds. The purpose of this study is to know the comparison of leaf extract and stem extract of Bixa orellana L. againts Eschericia coli and Staphylococus aureus This research was laboratory experimental study. The extract of Bixa orellana L. was made with ethanol 70% solvent with maseration method. Experimental method is paper disc method. The result of this research shown that the leaf extract and stem extract of Bixa orellana L. has ability to inhibit the growth of Eschericia coli and Staphylococus aureus at the concentration of 2,5%, 5%, 7,5% and 10%. The leaf extract can inhibit the growth of Escherichia coli with the inhibition diameter 1,22cm, 1,734cm, 2,078cm and 2,378cm respectively, and against Streptococcus aureus with the inhibition diameter 1,50 cm, 1,738cm, 2,359cm, and 1,973cm respectively. The stem extract can inhibit the growth of Escherichia coli with the inhibition diameter 0,759cm, 1,004cm, 1,114cm, and 1,290cm respectively, and against Streptococcus aureus with the inhibition diameter 0,780cm, 1,176cm, 1,460cm, and 0,948cm respectively. In conclusion, the antibacterial activity of leaf extract was greater than stem extract. The antibacterial activity of leaf extract was equal with Cloramphenicol 30μg/ml at the concentration of 10% against Escherichia coli and 7,5% against Streptococcus aureus. Keyword : Antibacterial, Tannin, Bixa orellana L., Chloramphenicol.
8
PERBANDINGAN DAYA HAMBAT ANTIBAKTERI EKTRAK DAUN DAN BATANG KESUMBA KELING (Bixa orellana l.) TERHADAP Escherichia coli Dan Staphylococcus aureus Suhardjono, Nova Hasani Furdiyanti, Laely Trihapsari INTISARI Bixa orellana L. merupakan salah satu tumbuhan yang digunakan sebagai antibakteri. Daun dan batang mengandung tanin, tanin adalah salah satu senyawa antibakteri. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan daya hambat ekstrak daun dan Bixa orellana L terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Penelitian ini adalah penelitian laboratorium eksperimental. Ekstraksi dilakukan dengan metode maserasi dengan pelarut etanol 70%. Penelitian ini menggunakan metode difusi cakram. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, ekstrak daun dan batang Bixa orellana L. dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus pada konsentrasi 2,5 %, 5%, 7,5%, dan 10%. Ekstrak daun menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dengan diameter berturut-turut adalah 1,501cm, 1,738cm, 2,359cm, dan 1,973cm, dan terhadap Escherichia coli dengan diameter berturut-turut adalah 1,22cm, 1,734cm, 2,078cm dan 2,378cm. Ekstrak batang menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dengan diameter berturut-turut adalah 0,780cm, 1,176cm, 1,460cm, dan 0,948cm, dan terhadap Escherichia coli secara berturut-turut adalah 0,759cm, 1,004cm, 1,114cm, dan 1,290cm. Penelitian menyimpulkan bahwa daya antibakteri ekstrak daun lebih besar dari pada ekstrak batang. Aktivitas antibakteri ekstrak daun yang sebanding dengan kloramfenikol 30μg/ml adalah pada konsentrasi 10% terhadap Escherichia coli dan konsentrasi 7,5% terhadap Staphylococcus aureus. Kata kunci : Antibakteri, Tanin, Bixa orellana L., Kloramfenikol.
PENDAHULUAN Dewasa ini penggunaan antibiotik sangat banyak terutama dalam pengobatan yang berhubungan dengan infeksi bakteri. Walaupun telah banyak antibiotik yang ditemukan, kenyataan menunjukkan bahwa masalah penyakit terus berkelanjutan. Hal tersebut terjadi akibat pergeseran pada bakteri penyebab penyakit dan perkembangan resistensi bakteri terhadap antibiotik. Karena berkembangnya populasi bakteri yang resisten, maka antibiotik yang pernah efektif untuk mengobati penyakit-penyakit tertentu kehilangan nilai kemoterapeutiknya. Oleh karena
itulah dicari alternatif pengobatan untuk penyakit infeksi menggunakan tanaman obat (Pelczar dan Chan, 1988). Dengan cara mencoba-coba, secara empiris orang purba mendapatkan berbagai macam daun dan akar untuk mengobati penyakit. Pengetahuan ini disimpan dan dikembangkan, sehingga muncul ilmu pengobatan di Indonesia atau lebih dikenal obat tradisional (Tjay dan Raharja, 2007). Obat tradisional selain murah dan mudah juga memiliki efek samping yang jauh lebih rendah tingkat 9
bahayanya dibanding obat-obat kimia (Muhlisah, 1999). Salah satu tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai obat adalah Bixa orellana L. yang dikenal dengan nama kesumba keling/galinggem. Penggunaan Kesumba keling di masyarakat Indonesia adalah sebagai tali yang kuat, pewarna, dan sebagai obat (Heyne, 1987). Daun, penggunaannya sebagai obat antidiare, masuk angin, menghentikan pendarahan, demam, kurang nafsu makan, oedem, dan perut kembung.
Alat dan Bahan Alat pembuat ekstrak antara lain erlenmeyer, cawan petri, pinset, seperangkat alat ekstraksi maserasi, penangas air, corong, aluminium foil, timbangan analitik, kertas saring, blender, oven, pipet tetes, gelas ukur , beaker glass, ayakan nomor 30 mesh. Alat uji tanin antara lain pipet tetes, tabung reaksi. Alat uji antibateri antara lain cawan petri, pinset, jangka sorong, gelas ukur, tabung reaksi, beaker glass, autoklaf, erlenmeyer, jarum ose, lampu Bunsen, batang pengaduk, spatel, inkubator, tali, kertas, kain kasa, dan disk. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah daun dan batang tumbuhan kesumba keling (Bixa Orellana L.) yang diperoleh dari daerah Selomerto kecamatan Selomerto, kabupaten Wonosobo. Sediaan yang digunakan adalah dalam bentuk serbuk daun dan batang kesumba keling (Bixa Orellana L.). Bahan penyarian adalah aquadest, etanol (70 %). Bahan uji anti bakteri adalah Nutrient Broth, Nutrient Agar, Aquadest, Kontrol positifnya memakai disk yang berisi kloramfenikol 30μg/ml, kontrol negatifnya memakai aquadest. Untuk pengujian menggunakan disk blank. Sedangkan bakterinya adalah Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Bahan uji senyawa tannin adalah FeCl3, Kalium ferrisianida, Amoniak
Gambar 1. Batang dan Daun Tumbuhan Kesumba Keling (Bixa orellana L.)
Bixa orellana L ini mengandung senyawa yang terdapat diseluruh bagian tumbuhan. Seperti pada batang dan daun ditemukan adanya tanin, calcium oxalate, saponin, lemak. Daun, akar dan biji mengandung zat warna, bixine, orelline, glucoside, zat samak, damar (Hariana, 2008). Tanin mempunyai aktivitas sebagai antibakteri. Pada tumbuhan ini tidak hanya daun, batangnya juga mengandung tanin dan diduga daun dan batang kesumba keling ini memiliki persamaan aktivitas yaitu sebagai antibakteri.
Cara Penelitian Determinasi dilakukan di Laboratorium Ekologi dan Biosistematik Fakultas MIPA Jurusan Biologi Universitas Diponegoro Semarang untuk mengetahui kebenaran dari tumbuhan kesumba keling (Bixa orellana L.). Sterilisasi alat dan bahan dilakukan setelah alat dibersihkan kemudian alat dan bahan disiapkan
METODE PENELITIAN 10
untuk dibungkus dan dilakukan sterilisasi medium menggunakan otoklaf yang menggunakan tekanan yang disebabkan uap air, sehingga suhu dapat mencapai 121oC. sterilisasi terlaksana bila mencapai tekanan 15 lbs dan suhu 121oC selama 15 menit. Ekstrak daun kesumba keling (Bixa orellana L.) diperoleh dengan cara maserasi yaitu ambil sebanyak 300 g simplisia daun kesumba keling (Bixa orellana L.) ditambahkan dengan pelarut etanol 70%. maserasi dilakukan selama 3 hari. Ekstrak yang diperoleh disaring dengan menggunakan kertas saring biarkan hingga ekstrak yang diperoleh menjadi jernih. Selanjutnya ekstrak diuapkan hingga diperoleh ekstrak pekat kental. Kemudian dibuat konsentrasi ekstrak daun dengan kadar 2,5%, 5%, 7,5%, dan 10% b/v. Untuk mendapatkan ekstrak batang kesumba keling juga dilakukan ekstraksi yang sama dengan ekstraksi daun kesumba keling. Uji aktivitas senyawa antibakteri menggunakan metode difusi yaitu metode cakram. Medium nutrient Agar sebelum digunakan dipanaskan terlebih dahulu hingga larut. Nutrient agar yang telah larut di sterilisasikan menggunakan autoklaf selama 15 menit, kemudian nutrien agar yang telah steril didinginkan, namun diusahakan jangan sampai memadat. Setelah dingin suspensi bakteri dimasukkan dan dicampur dalam medium NA hingga homogen. Medium yang sudah mengandung bakteri dituangkan ke dalam cawan petri hingga memadat. Kertas disk dilumuri dengan ekstrak batang dan daun kesumba keling (Bixa orellana L.) sesuai konsentrasi yang ditentukan yaitu 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Hal ini juga dilakukan aquadest yang dilumurkan pada disk sebagai kontrol negatif. Untuk kontrol positif digunakan disk yang sudah terisi
antibiotik kloramfenikol dengan dosis 30μg/ml sehingga pengujianya langsung. Kemudian semua disk diletakkan diatas medium yang sudah memadat sesuai kelompoknya. Kelompok I : Cawan petri berisi bakteri Escherichia coli untuk pengujian kontrol positif kloramfenikol 30μg/ml dan kontrol negatif berupa aquadest. Kelompok II : Cawan petri berisi bakteri Staphylococcus aureus untuk pengujian kontrol positif kloramfenikol 30μg/ml dan kontrol negatif berupa aquadest Kelompok III : Cawan petri berisi bakteri Escherichia coli untuk pengujian ekstrak daun Bixa orellana L. (Kesumba keling) dengan konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Kelompok IV : Cawan petri berisi bakteri Staphylococcus aureus untuk pengujian ekstrak daun Bixa orellana L. (Kesumba keling) dengan konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Kelompok V : Cawan petri berisi bakteri Escherichia coli untuk pengujian ekstrak batang Bixa orellana L. (Kesumba keling) dengan konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Kelompok VI : Cawan petri berisi bakteri Staphylococcus aureus untuk pengujian ekstrak batang Bixa orellana L. (Kesumba keling) dengan konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Setelah itu medium diinkubasi pada 37°C selama 24 jam dengan posisi terbalik. Pada tiap perlakuan dilakukan perulangan sebanyak 5 kali. Hasilnya diperoleh dengan mengukur zona hambatan pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. pada masing-masing cawan petri menggunakan jangka sorong. Data dianalisa dengan ANAVA Dua Jalan.
11
difenol pada molekulnya, yang dapat mereduksi ketersediaan ion metal seperti Cu dan Fe. Tanin mereduksi ketersediaan ion metal esensial untuk mikroorganisme. Dalam penelitian ini senyawa yang digunakan adalah tanin yang terdapat dalam daun dan batang. Oleh karena itu dilakukan pengujian secara kualitatif menggunakan reaksi kimia dengan melihat perubahan warna pada ekstrak saat penambahan FeCl3. Berdasarkan hasil reaksi spesifik yaitu dengan penambahan FeCl3 pada larutan ekstrak daun dan batang Bixa orellana diperoleh hasil berupa perubahan warna yang pekat pada ekstrak daun yaitu warna hitam kehijauan, pada ekstrak batang juga terjadi perubahan warna hitam kehijauan namun tidak lebih pekat dibandingkan dengan perubahan warna pada ekstrak daun. Perubahan warna ini menunjukkan bahwa kedua ekstrak termasuk dalam tanin golongan katekol. (Harborne, 1987).
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil determinasi tumbuhan Bixa orellana L. (Kesumba Keling) sebagai berikut : 2b, 3b, 4b, 6b, 7b, 9a. Golongan 4. Tumbuhan membelit / memanjat. 41b, 42b, 43a, 44b, 45b, 48b, 49a. Familia 109. Verbenaceae. Golongan 8. Tumbuhan dengan daun tunggal dan tersebar. 109b, 119b, 120b, 128b, 129b, 135b, 136b, 139b, 140b, 142b, 143b, 146b, 154b, 155b, 156b, 162b, 163b, 167b, 169b, 171b, 177b, 179b, 180b, 182b, 183b, 184b, 185b. Familia 81. Bixaceae. Genus 1. Bixa. Spesies Bixa orellana L. (Kesumba Keling). Berdasarkan hasil determinasi dapat diperoleh kepastian bahwa tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Bixa orellana L. atau tumbuhan kesumba keling. Metode pembuatan ekstrak menggunakan metode maserasi menggunakan etanol 70%. Hasil ekstraksi daun dan batang kesumba keling kering dengan pelarut etanol 70% berupa ekstrak kental berwarna coklat, berbau khas dan mudah larut dalam air. Mekanisme kerja penghambatan tanin terhadap bakteri dengan cara bereaksi dengan membran sel, inaktivasi enzim-enzim esensial dan destruksi atau inaktivasi fungsi material genetik (Harborne, 1987). Ada tiga mekanisme aktivitas tanin sebagai antimikroba (Scalbert, 1991) dalam literatur Fitrial et al. yaitu pertama, tanin bersifat astringen (zat yang menciutkan); tanin dapat membentuk kompleks dengan enzimmikroba ataupun substrat. Kedua, tanin masuk melelui membran mikroba untuk mencapai membran tanin harus melewati dinding sel terbuat dari polisakarida dan protein yang berbeda yang memungkinkan bagian tanin masuk.. Ketiga, tanin membentuk kompleks dengan ion metal. Kebanyakan tanin memiliki lebih dari dua group o-
Pengujian Antibakteri Ekstrak Daun Bixa orellana L Nilai diameter zona hambat hasil uji aktivitas ekstrak daun terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus dapat dilihat pada Tabel 1. Zona hambat yang terbentuk pada konsentrasi 10% lebih besar dibandingkan konsentrasi 2,5%, 5%, dan 7,5%. Terlihat adanya kenaikan zona hambat pada setiap konsentrasi.
12
S.aureus
E.coli
S.aureus
E.coli
Gambar 2. Uji Aktivitas Ekstrak Daun Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. A.kontrol positif, B kontrol negatif, 1 : 2,5 %, 2 : 5%, 3 :7,5%, 4 : 10%.
Gambar 2. Uji aktivitas ekstrak batang terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. A.kontrol positif, B kontrol negatif, 1 : 2,5 %, 2 : 5%, 3 : 7,5%, 4 : 10%
Tabel 1. Rata-rata Diameter Zona Hambatan (Cm) Yang Dihasilkan Oleh Perlakuan Ekstrak Daun Bixa orellana L. Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli Perlakuan 2,5 % 5% 7,5 % 10% Kontrol negatif Kontrol positif
Staphylococcus aureus 1,501 1,738 1,973 2,359 0,660
Escherichia Coli 1,221 1,734 2,078 2,378 0,660
2,028
2,440
Nilai diameter zona hambat pada ekstrak batang dapat dilihat dalam Tabel 2. yang menunjukkan bahwa penghambatan pada Escherichia coli lebih kecil dibandingkan penghambatan terhadap Staphylococcus aureus. Respon yang berbeda dari dua golongan bakteri terhadap senyawa ini disebabkan karena adanya perbedaan kepekaan pada bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif terhadap senyawa antibakteri yang terkandung dalam ekstrak. Bakteri Gram positif cenderung lebih sensitif terhadap komponen antibakteri. Hal ini disebabkan oleh struktur dinding sel bakteri Gram positif lebih sederhana sehingga memudahkan senyawa antibakteri untuk masuk ke dalam sel dan menemukan sasaran untuk bekerja, sedangkan struktur dinding sel bakteri Gram negatif lebih kompleks dan berlapis tiga, yaitu lapisan luar berupa lipoprotein, lapisan tengah berupa lipopolisakarida, dan lapisan dalam peptidoglikan (Pelczar dan Chan, 1986).
Pengujian Antibakteri Ekstrak Batang Bixa orellana L. Tabel 2. Rata-Rata Diameter Zona Hambatan (Cm) Yang Dihasilkan Oleh Perlakuan Ekstrak Batang Bixa orellana L. Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli Perlakuan 2,5 % 5% 7,5% 10% Kontrol negatif Kontrol positif
Staphylococcus aureus 0,780 0,948 1,176 1,460 0,660
Escherichia Coli 0,759 1,004 1,114 1,290 0,660
2,028
2,440
S.aureuss
S.aureus
Perbandingan Daya Hambat Antibakteri Ekstrak Daun dan Batang Bixa orellana L. Hasil Analisis ANAVA Dua Jalan pada penghambatan terhadap bakteri Esherichia coli menunjukkan pada ekstrak daun dengan konsentrasi 2,5% berbeda signifikan dengan ekstrak daun 5%, 7,5%, 10%, kontrol negatif dan dengan kontrol positif. Konsentrasi 2,5% juga berbeda signifikan terhadap
E.coli
E.coli 13
ekstrak batang dengan konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5%. Ekstrak daun konsentrasi 2,5% tidak berbeda signifikan dengan ekstrak batang konsentrasi 10% yang berarti bahwa ekstrak daun dengan konsentrasi 2,5% sebanding dengan daya hambat ekstrak batang dengan konsentrasi 10%. Ekstrak daun 10% tidak berbeda signifikan dengan kontrol positif, artinya daya hambat ekstrak daun 10% sebanding dengan kloramfenikol. Hasil analisis ANAVA Dua Jalan pada penghambatan terhadap bakteri Staphylococcus aureus menunjukkan ekstrak daun konsentrasi 2,5% tidak berbeda signifikan dengan ekstrak batang konsentrasi 10%. Ekstrak daun dengan konsentrasi 7,5% tidak berbeda signifikan terhadap kontrol positif, dengan nilai signifikansi sebesar 0,198, p>0,05. Hal ini berarti bahwa ekstark daun konsentrasi 7,5 % memiliki daya hambat sebanding dengan kloramfenikol.
yang signifikan terhadap ekstrak batang dengan konsentrasi 10%. dan ekstrak daun dengan konsentrasi 7,5% tidak berbeda signifikan terhadap kontrol positif (kloramfenikol 30μg/ml). dapat dikatakan bahwa ekstrak daun dengan konsentrasi 7,5% sebanding dengan kloramfenikol 30μg/ml pada penghambatan bakteri Staphylococcus aureus. Saran 1. Perlu dilakukan penelitian tentang antibakteri dari ekstrak daun dan batang kesumba keling (Bixa orellana L.) terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus secara invivo. 2. Perlu dilakukan pengujian praklinis dan klinis terhadap ekstrak daun dan batang kesumba keling (Bixa orellana L.) DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Harborne, J.B., 1987, Metode Fitokimia, Cetakan Kedua, oleh Padmawinata, K. dan Soediro,I., Penerbit ITB, Bandung.
Kesimpulan
1. Ekstrak daun dan batang kesumba keling (Bixa orellana L.) memiliki daya hambat antibakteri terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. 2. Daya hambat antibakteri ekstrak daun lebih besar dibandingkan dengan ekstrak batang terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 3. Ekstrak daun pada konsentrasi 2,5% menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan terhadap ekstrak batang dengan konsentrasi 10%, dan ekstrak daun dengan konsentrasi 10% sebanding dengan kontrol positif (kloramfenikol 30μg/ml) terhadap penghambatan bakteri Escherichia coli. 4. Ekstrak daun pada konsentrasi 2,5% menunjukkan tidak ada perbedaan
2. Heyne, K., 1987, Tanaman Berguna Indonesia III, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Departemen Kehutanan, Yayasan Sarana Wana Jaya, Jakarta. 3. Muhlisah, F., 1999, Taman Obat Keluarga, Penebar Swadaya, Jakarta. 4. Pelczar, J.M., dan Chan, E.C.S., 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi 1. Penerbit UI Press, Jakarta. 5. Scalbert A. 1991. Antimikrobial properties of tannins. Review Article Number 63. Phytochemistry. 14
6. Tjay, T.H., dan Raharja, K., 2007, Obat – Obat Penting Khasiat, Penggunaan dan Efek – Efek Sampingnya, edisi VI, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta.
15
