IDENTIFIKASI STRUKTUR SEKRETORI, HISTOKIMIA DAN POTENSI ANTIBAKTERI DAUN DAN KULIT BATANG SUNGKAI (Peronema canescens Jack)
RATNA PRATIWI
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Identifikasi Struktur Sekretori, Histokimia dan Potensi Antibakteri Daun dan Kulit Batang Sungkai (Peronema canescens Jack)” benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Februari 2016 Ratna Pratiwi NIM G34110066
ABSTRAK RATNA PRATIWI. Identifikasi Struktur Sekretori, Histokimia, dan Potensi Antibakteri Daun dan Kulit Batang Sungkai (Peronema canescens Jack). Dibimbing oleh DORLY dan YOHANA C SULISTYANINGSIH. Sungkai (P. canescens) yang dimanfaatkan sebagai obat tradisional diduga mengandung berbagai senyawa metabolit yang disekresikan oleh struktur sekretori. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi struktur sekretori daun dan kulit batang P. canescens dan senyawa metabolit yang diakumulasi pada struktur tersebut serta membandingkan aktivitas antibakteri ekstrak metanol daun dan kulit batang P. canescens. Uji histokimia yang dilakukan meliputi uji alkaloid, terpenoid, fenol, flavonoid, dan senyawa lipofil. Uji aktivitas penghambatan ekstrak metanol daun dan kulit batang P. canescens terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphyllococcus aureus dilakukan dengan metode difusi sumur. Struktur sekretori yang dijumpai pada daun dan kulit batang P. canescens berupa trikoma kelenjar kapitat. Trikoma kelenjar kapitat pada daun terdiri dari 1-2 sel kepala dan 1-2 sel tangkai, sedangkan pada kulit batang terdiri dari 1 sel kepala dan 1-2 sel tangkai. Uji histokimia menunjukkan bahwa semua trikoma kelenjar kapitat pada daun mengandung alkaloid, terpenoid dan senyawa lipofil. Senyawa fenol dan flavonoid juga dijumpai pada trikoma kapitat yang memiliki satu sel kepala. Trikoma kelenjar kapitat pada kulit batang mengandung alkaloid, terpenoid, fenol, dan senyawa lipofil. Pengujian antibakteri menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri ekstrak daun P. canescens terhadap S. aureus lebih tinggi dibandingkan ekstrak kulit batang. Ekstrak daun dan kulit batang P. canescens tidak memiliki aktivitas antibakteri terhadap E. coli. Kata kunci: aktivitas antibakteri, histokimia, P. canescens, struktur sekretori.
ABSTRACT RATNA PRATIWI. Identification of Secretory Structure, Histochemistry, and Antibacterial Potency of Leaves and Bark of Sungkai (Peronema canescens Jack). Supervised by DORLY and YOHANA C SULISTYANINGSIH. Sungkai (P. canescens), a herb used as traditional medicine is predicted to contain various compound of metabolites secreted by it’s secretory structure. The study aimed to identify the secretory structure on leaves and bark of P. canescens and metabolite compounds accumulated on them, to compare antibacterial activity between leaves and bark methanolic extracts. The presence of alkaloids, terpenoids, phenols, flavonoids, and lipophilic compounds in the plant tissue was identified by histochemical test. Antibacterial activity of plant extract against Staphyllococcus aureus and Escherichia coli was tasted using the well diffusion method. The result showed that secretory structures found in the leaves and bark of P. canescens consist of capitate glandular trichomes. The capitate glandular trichomes in leaves consist of 1-2 head cells and 1-2 stalk cells, while that of the bark consist of 1 head cell and 1-2 stalk cells. Histochemical test showed that all capitate glandular trichomes on the leaves contains alkaloids, terpenoids, and lipophilic compounds, meanwhile the phenols and flavonoids were also detected in the capitate trichomes with one head cell. The capitate glandular trichomes on the bark contains alkaloids, terpenoids, phenols, and liphophilic compounds. Antibacterial test showed that leaves extract of P. canescens has higher antibacterial activity against S. aureus compare to it’s bark extract. Leaves and bark extract of P. canescens do not have antibacterial activity against E. coli. Keywords: antibacterial activity, histochemistry, P. canescens, secretory structure.
IDENTIFIKASI STRUKTUR SEKRETORI, HISTOKIMIA DAN POTENSI ANTIBAKTERI DAUN DAN KULIT BATANG SUNGKAI (Peronema canescens Jack)
RATNA PRATIWI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PRAKATA Puji dan syukur kepada Allah SWT karena atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan kegiatan penelitian dan penulisan laporan karya ilmiah. Penelitian ini dilaksakan sejak bulan April hingga November 2015 dengan judul “Identifikasi Struktur Sekretori, Histokimia dan Potensi Antibakteri Daun dan Kulit Batang Sungkai (Peronema canescens Jack)”. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr Dorly, MSi dan Ibu Dr Yohana C Sulistyaningsih, MSi atas segala bimbingan, arahan, ilmu, dan saran selama kegiatan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Terimakasih kepada Bapak Dr. Achmad Farajallah selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk perbaikan karya ilmiah ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada program beasiswa Bidikmisi dari DIKTI yang telah memberikan kesempatan beasiswa, sehingga penulis dapat menyelesaikan Strata 1. Terima kasih kepada Bapak Sunaryo, Ibu Heni, Bapak Jaka, dan Bapak Edhie yang telah banyak membantu di Labarotarium. Terima kasih kepada Kak Evi, Kak Darius, Kak Kifli, Nadya, Deraya, Anita, dan Risma yang telah membantu dan memberikan dukungan selama penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua, adik dan Oki serta seluruh keluarga atas segala doa, kasih sayang, dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2016 Ratna Pratiwi
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Bahan dan Alat
2
Prosedur Penelitian
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
4
Stuktur Sekretori
4
Uji Histokimia
6
Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun dan Kulit Batang P. canescens
8
SIMPULAN DAN SARAN
10
Simpulan
10
Saran
10
DAFTAR PUSTAKA
11
RIWAYAT HIDUP
14
DAFTAR TABEL 1 Ukuran dan kerapatan trikoma kelenjar pada daun dan kulit batang P.
canescens 2 Hasil uji histokimia daun dan kulit batang P. canescens 3 Aktivitas penghambatan ekstrak daun dan kulit batang P. canescens terhadap bakteri S. aureus
5 6 9
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5
Tumbuhan P. canescens Tipe trikoma kelenjar daun dan kulit batang P. canescens Hasil uji histokimia daun P. Canescens Hasil uji histokimia kulit batang P. Canescens Zona penghambatan ekstrak daun (A) dan kulit batang (B) P. canescens terhadap bakteri S. aureus 6 Zona penghambatan ekstrak daun (A) dan kulit batang (B) P. canescens terhadap bakteri E. coli
1 5 7 7 8 9
PENDAHULUAN Latar Belakang Tumbuhan obat sebagian besar memiliki struktur khusus penghasil zat tertentu yang disebut struktur sekretori. Struktur sekretori dapat berupa trikoma, idioblas, rongga sekretori, saluran sekretori, dan latisifer (Dickison 2000). Hasil sekresi struktur sekretori dapat berupa minyak esesnsial, resin, garam mineral, dan berbagai macam senyawa kimia seperti alkaloid dan glikosida (Dickison 2000). Keberadaan senyawa metabolit pada tumbuhan seperti terpenoid, fenol, dan flavonoid dimanfaatkan sebagai antibakteri (Liu dan Liu 2012). Sungkai (Peronema canescens Jack) (Gambar 1) termasuk anggota famili Verbenaceae, di Lampung sering disebut songke, jati londo (Jawa), dan kurus (Kalimantan) (Soerinaga dan Lemmens 1993). Daerah penyebaran di Indonesia mencakup wilayah Sumatera, Jawa Barat dan Kalimantan. Daun P. canescens berhadapan bersilangan, susunan daun majemuk, dan mempunyai panjang 16-40 cm. Anak daun berbentuk lanset dengan panjang 8-18 cm dan lebar 2-3.5 cm, ujung runcing, tepi rata, daun muda berwarna ungu. Batang P. canescens lurus atau sedikit berlekuk, kulit batangnya berwarna kelabu atau cokelat muda, diameter batang lebih dari 70 cm dan tinggi pohon mencapai 20-30 m (Soerinaga dan Lemmens 1993).
A
B
Gambar 1 Tumbuhan P. canescens. Habitus (A); susunan daun (B). Suku Dayak di Kalimantan Timur sampai saat ini masih mempertahankan tradisi dengan memanfaatkan P. canescens untuk pengobatan terhadap penyakit. Daun mudanya digunakan sebagai obat kumur pencegah sakit gigi dan demam (Harmida et al. 2011). Menurut Yusrin (2008), dalam pengobatan suku Serawai di Bengkulu Selatan daun P. canescens ditumbuk dan ditampal untuk memar. Suku anak dalam (SAD) di kawasan Taman Nasional Bukit Duabelas (TNBD) Jambi memanfaatkan kulit batang P. canescens sebagai obat luka luar, luka dalam, dan diare berdarah (Komunikasi pribadi, Tumenggung Tarip 2013). Pemanfaatan kulit batang P. canescens sebagai obat tradisional merupakan pengetahuan dan keterampilan yang telah diwariskan suku tersebut secara turun temurun. Kajian ilmiah berupa identifikasi struktur sekretori yang berperan dalam sintesis maupun akumulasi senyawa metabolit pada daun dan kulit batang P. canescens perlu dilakukan. Informasi mengenai struktur sekretori serta metabolit
2 yang dihasilkan diharapkan dapat digunakan untuk pengembangan dan pemanfaatan lebih luas sebagai obat modern.
Tujuan Penelitian Mengidentifikasi struktur sekretori daun dan kulit batang P. canescens dan senyawa metabolit yang diakumulasi pada struktur tersebut serta membandingkan aktivitas antibakteri ekstrak metanol daun dan kulit batang P. canescens.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilakukan pada bulan April-November 2015. Pengambilan sampel tumbuhan obat dilakukan di Pekalongan Lampung Timur, Provinsi Lampung. Pembuatan sayatan sampel di Laboratorium Zoologi-LIPI Cibinong. Pengamatan struktur sekretori dan histokimia dilakukan di Laboratorium Anatomi Tumbuhan; ekstraksi dilakukan di Laboratorium uji Balai Penelitian Tanaman Obat dan Rempah (Balittro); evaporasi di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia; pengujian aktivitas antibakteri dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi IPB. Bahan dan Alat Bahan tumbuhan yang digunakan yaitu daun ke-2 dan kulit batang muda P. canescens. Bahan kimia yang digunakan adalah pereaksi Wagner (iodin dalam kalium iodida), tembaga asetat 5%, feri triklorida 10%, sodium karbonat, asam tartarat 5%, larutan sudan IV 0.03%, aluminium triklorida 5%, safranin 1%, asam nitrat (HNO3) 50%, sodium hipoklorit (bayclin) 5.25%, dan gliserin 30%. Pengujian aktivitas antibakteri menggunakan media umum nutrient agar (NA), nutrient broth (NB), antibiotik tetrasiklin 30 µg/mL, dimetil sulfoksida (DMSO) 10% serta kultur bakteri Escherichia coli dan Staphyllococcus aureus. Alat yang digunakan untuk membuat sayatan transversal ialah mikrotom beku dan silet, untuk pengamatan digunakan mikroskop cahaya Olympus CH 21 yang dilengkapi dengan mikrometer, serta kamera optilab dengan software image raster. Alat yang digunakan untuk ekstraksi ialah penggiling, oven, seperangkat alat gelas, dan rotary evaporator, untuk pengujian aktivitas antibakteri digunakan autoklaf, cawan petri, sedotan steril ukuran 7 mm, dan laminar air flow cabinet.
Prosedur Penelitian Koleksi Tumbuhan Koleksi tumbuhan dilakukan di Pekalongan Lampung Timur, Provinsi Lampung. Sampel daun dan kulit batang tumbuhan dikoleksi dalam bentuk segar
3 dan awetan. Sampel segar digunakan untuk keperluan pengujian histokimia, dan uji aktivitas antibakteri. Sampel awetan dalam etanol 70% digunakan untuk keperluan pengamatan struktur sekretori. Pengamatan Struktur Sekretori Struktur sekretori diamati pada sayatan transversal dan sayatan paradermal daun dan kulit batang. Sayatan transversal dibuat dengan mikrotom beku. Sayatan paradermal dibuat dengan metode whole mount menurut Sass (1951). Sampel yang sudah difiksasi dalam etanol 70%, dicuci dengan akuades lalu direndam dalam HNO3 50% hingga cukup lunak, lalu dibilas dengan akuades, kemudian sisi adaksial dan abaksial daun serta epidermis kulit batang disayat dengan silet. Hasil sayatan direndam dalam larutan sodium hipoklorit 5.25% selama 3-5 menit kemudian diwarnai dengan safranin 1% dan diamati dalam medium gliserin 30%. Pengamatan struktur sekretori meliputi bentuk, tipe, ukuran, dan kerapatannya. Pengamatan dilakukan pada tiga ulangan tanaman, lima area bidang pandang untuk masing-masing sampel. Kerapatan struktur sekretori (KSS) ditentukan dengan menghitung jumlah struktur sekretori yang terdapat dalam tiap bidang pandang, selanjutnya dihitung dengan rumus sebagai berikut (Lestari 2006):
Uji Histokimia Daun dan kulit batang P. canescens disayat menggunakan mikrotom beku setebal 15-20 μm. Kemudian dilakukan uji histokimia terhadap beberapa senyawa metabolit. Uji Senyawa Alkaloid. Sayatan sampel ditetesi dengan pereaksi Wagner. Adanya kandungan senyawa alkaloid ditandai dengan warna merah kecokelatan. Sebagai kontrol negatif, kandungan senyawa alkaloid pada sayatan segar dilarutkan dengan 5% asam tartarik dalam etanol 95% selama 48 jam pada suhu kamar, selanjutnya direaksikan dengan reagen Wagner (Furr dan Mahlberg 1981). Uji Senyawa Terpenoid. Sayatan sampel direndam dalam tembaga asetat 5% selama 24 jam dan diamati dalam medium gliserin 30%. Keberadaan senyawa terpenoid ditandai dengan warna kuning kecokelatan (Harborne 1987). Uji Senyawa Fenol. Sayatan sampel direndam dalam larutan 10% feri triklorida dalam air, kemudian ditambahkan beberapa butir natrium karbonat dan dibiarkan selama 15 menit pada suhu kamar. Kandungan fenol ditandai dengan warna hijau gelap atau hitam (Johansen 1940). Uji Senyawa Lipofilik. Sayatan sampel dimasukkan dalam etanol 70% selama 1 menit, kemudian diwarnai dengan larutan sudan IV 0.03% dan dipanaskan dalam water bath pada suhu 40°C selama 30 menit. Sayatan dibilas dalam etanol 70%, selanjutnya diamati dalam medium gliserin 30%. Kandungan senyawa lipofil ditandai dengan warna kuning hingga jingga (Boix et al. 2011).
4 Uji Flavonoid. Sayatan ditetesi dengan aluminium triklorida 5% dalam etanol 85% kemudian diamati di bawah mikrokop fluoresen. Keberadaan senyawa flavonoid ditandai dengan warna kuning atau biru (Guerin et al. 1971). Ekstraksi Bahan Tanaman Daun dan kulit batang P. canescens dikeringkan menggunakan oven pada suhu 45ºC selama 4 hari. Sampel yang telah kering dipotong kecil-kecil kemudian dihaluskan mengunakan penggiling hingga menjadi serbuk. Serbuk halus diekstraksi menggunakan metode maserasi dengan pelarut metanol. Hasil ekstraksi kemudian diuapkan dengan menggunakan rotary evaporator, sehingga didapatkan ekstrak kental daun dan kulit batang P. canescens. Ekstrak daun dan kulit batang diencerkan dengan DMSO 10 % pada konsentrasi 25 mg/ml, 50 mg/ml, 75 mg/ml dan 100 mg/ml. º
Uji Aktivitas Antibakteri Aktivitas antibakteri diuji menggunakan metode difusi sumur (Sen dan Batra 2012). Kultur murni bakteri E.coli dan S. aureus diremajakan pada media NA miring selanjutnya disuspensikan ke dalam media NB steril. Kultur bakteri disuspensikan dalam media NA cair dengan konsentrasi 1%. Media NA dituang dalam cawan petri dan dibiarkan hingga memadat (Gebby et al. 2013), kemudian dibuat sumur sebanyak 6 buah menggunakan sedotan steril berukuran 7 mm. Empat buah sumur diisi dengan 100 µl ekstrak daun atau kulit batang P. canescens dengan konsentrasi berbeda yakni 25 mg/ml, 50 mg/ml, 75 mg/ml, dan 100 mg/ml. Antibiotik tetrasiklin 30 μg/ml digunakan sebagai kontrol positif, dan larutan DMSO 10% sebagai kontrol negatif. Kultur diinkubasi selama 24 jam pada suhu 37ºC kemudian dilakukan pengukuran diameter zona hambat. Pengujian aktivitas antibakteri dilakukan dengan pengulangan sebanyak tiga kali. º
HASIL DAN PEMBAHASAN Stuktur Sekretori Daun dan kulit batang P. canescens memiliki struktur sekretori berupa trikoma kelenjar. Menurut Werker et al. (1985) trikoma kelenjar terdiri dari dua tipe yaitu trikoma kelenjar kapitat dan trikoma kelenjar peltat. Trikoma kelenjar kapitat terdiri atas 1 sampai 2 sel tangkai dan 1 sampai 2 sel kepala, sedangkan trikoma peltat terdiri atas 1 sel tangkai dan 4-18 sel kepala. Trikoma kelenjar yang dijumpai pada daun dan kulit batang P. canescens berupa trikoma kelenjar kapitat. Trikoma kapitat pada daun dan kulit batang memiliki jumlah sel tangkai dan sel kepala yang bervariasi. Trikoma kapitat pada daun terdiri dari tiga tipe yaitu trikoma kapitat 1, trikoma kapitat 2, dan trikoma kapitat 3, sedangkan pada kulit batang terdiri dari 2 tipe yaitu trikoma kapitat 1 dan trikoma kapitat 3 (Gambar 2). Trikoma kapitat 1 terdiri atas 1 sel tangkai dan 1 sel kepala, trikoma kapitat 2 terdiri atas 1 sel tangkai dan 2 sel kepala, sedangkan trikoma kapitat 3 terdiri atas 2 sel tangkai dan 1 sel kepala.
5
Gambar 2 Tipe trikoma kelenjar daun dan kulit batang P. canescens. Trikoma kapitat 1 (A), trikoma kapitat 2 (B), trikoma kapitat 3 (C). Bar berukuran 20 μm Trikoma kelenjar tipe kapitat 1, kapitat tipe 2 dan 3 pada daun P. canescens tersebar pada permukaan daun, baik pada permukaan atas (adaksial) maupun permukaan bawah (abaksial). Trikoma kapitat 3 pada sisi adaksial daun P. canescens memiliki panjang tangkai lebih besar daripada sisi abaksial (Tabel 1). Panjang tangkai trikoma kapitat 1 dan 2 tidak berbeda antara sisi adaksial dan abaksial. Panjang kepala trikoma kapitat 1 lebih besar pada sisi abaksial daun daripada sisi adaksial. Pada trikoma kapitat 2 dan 3, panjang kepala tidak berbeda antara sisi abaksial dan adaksial. Lebar kepala trikoma kapitat 2 dan 3 lebih besar pada sisi adaksial daripada sisi abaksial. Lebar kepala trikoma kapitat 1 pada daun lebih besar dibandingkan lebar kepala trikoma kapitat 1 kulit batang, sedangkan panjang trikoma dan panjang kepala trikoma kapitat 1 tidak berbeda antara daun maupun kulit batang. Trikoma kapitat 3 kulit batang memiliki panjang dan lebar kepala lebih besar daripada trikoma kapitat 3 pada sisi adaksial maupun sisi abaksial daun. Keberadaan trikoma kelenjar pada tumbuhan berfungsi sebagai pertahanan diri terhadap patogen, herbivora, radiasi sinar UV-B dan suhu tinggi (Werker 2000). Tabel 1 Ukuran dan kerapatan trikoma kelenjar pada daun dan kulit batang P. canescens Organ Tumbuhan
Tipe TrikomaKelenjar
Daun
Kapitat 1 Adaksial Abaksial Kapitat 2 Adaksial Abaksial Kapitat 3 Adaksial Abaksial Kapitat 1 Kapitat 3
Kulit batang
Tangkai (μm)
Kepala (μm)
Panjang
Panjang
Lebar
Kerapatan (mm-2)
5.48±0.81 4.41±0.84
17.86±0.59 20.83±1.79
30.03±0.62 30.83±1.24
13.65±0.70 51.00±1.39
6.02±1.07 5.97±0.78
14.90±0.90 13.58±1.33
19.56±0.12 16.34±1.17
1.21±0.00 6.63±0.85
16.28±2.70 13.85±0.92
7.89±1.80 7.40±0.49
12.66±1.62 10.55±1.02
1.61±0.70 2.41±1.20
5.08±1.05 15.88±0.12
17.57±3.28 11.20±1.04
27.28±2.38 14.17±2.48
59.04±2.09 14.06±0.69
6 Nilai kerapatan trikoma kelenjar tipe kapitat 1 empat kali lebih tinggi pada sisi abaksial daun daripada sisi adaksial. Trikoma kapitat 2 lima kali lebih tinggi pada sisi abaksial daun sedangkan trikoma kapitat 3 dua kali lebih tinggi pada sisi adaksial. Trikoma kapitat 3 pada kulit batang memiliki nilai kerapatan 7 kali lebih tinggi dibandingkan dengan trikoma kapitat 3 pada sisi adaksial maupun abaksial daun. Kerapatan trikoma kelenjar berbagai tumbuhan umumnya lebih tinggi pada sisi abaksial dibandingkan sisi adaksial, tetapi pada Ocimum basilicum kerapatan trikoma kelenjar lebih tinggi pada sisi adaksial (36.4±1.4) daripada sisi abaksial (16.8±1.2) (Ogunkule dan Oladele 2000).
Uji Histokimia Kandungan senyawa metabolit pada trikoma kelenjar dapat diketahui dengan melakukan uji histokimia. Hasil uji histokimia daun P. canescens menunjukkan trikoma kapitat 1, 2, dan 3 mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, dan lipofil. Senyawa flavonoid dan fenol hanya dijumpai pada trikoma kapitat 1 (Tabel 2 dan Gambar 3 ). Trikoma kapitat 1 dan 3 di kulit batang P. canescens mengandung senyawa alkaloid, fenol, terpenoid, dan lipofil (Tabel 2 dan Gambar 4 ). Trikoma kelenjar dengan tipe berbeda dapat menghasilkan senyawa yang sama maupun berbeda, misalnya pada Satureja subspicata trikoma kelenjar kapitat maupun peltat memproduksi senyawa yang sama yaitu fenol, polisakarida, tanin, dan lipid (Marin et al. 2010). Pada Salvia sclarela L trikoma kapitat mensekresikan senyawa minyak atsiri berupa linalool dan linalil, sedangkan trikoma peltat mensekresikan senyawa seskuiterpena (Schmiderer et al. 2008). Trikoma kelenjar kapitat dengan kombinasi kandungan senyawa yang berbeda dapat dijumpai pada tumbuhan lain seperti Isodon rubescens yang mengandung senyawa alkaloid, monoterpena, seskuiterpena, lipid, fenol, dan flavonoid (Liu dan Liu 2012); minyak atsiri, polisakarida, dan flavonoid pada Thymus quinquecostatus (Jia et al. 2011). Schilmiller et al. (2009) melaporkan bahwa Solanum lycopersicum memiliki trikoma kelenjar kapitat tipe 1 dan 6 yang mensintesis senyawa terpenoid berupa monoterpena. Tabel 2 Hasil uji histokimia daun dan kulit batang P. canescens Tipe Trikoma Kelenjar
Alkaloid
Fenol
Terpenoid
Lipofil
Flavonoid
Daun Kapitat 1
+
+
+
+
+
Kapitat 2
+
-
+
+
-
Kapitat 3
+
-
+
+
-
+
+
+
+
-
+
+
+
+
-
Kulit batang Kapitat 1 Kapitat 3
+ = terdeteksi senyawa metabolit sekunder - = tidak terdeteksi senyawa metabolit sekunder
7
Gambar 3 Hasil uji histokimia daun P. Canescens. Trikoma kapitat 1 dengan uji alkaloid (A), kontrol negatif alkaloid (B), fenol (C), terpenoid (D), lipofil (E), flavonoid (F). Trikoma kapitat 2 dengan uji alkaloid (G), kontrol negatif alkaloid (H), fenol (I), terpenoid (J), lipofil (K). Trikoma kapitat 3 dengan uji alkaloid (L), kontrol negatif alkaloid (M), fenol (N), terpenoid (O), lipofil (P). Bar berukuran 20 μm.
Gambar 4 Hasil uji histokimia kulit batang P. Canescens. Trikoma kapitat 1 dengan uji alkaloid (A), kontrol negatif alkaloid (B), fenol (C), terpenoid (D), lipofil (E). Trikoma kapitat 3 dengan uji alkaloid (F), kontrol negatif alkaloid (G), fenol (H), terpenoid (I), lipofil (J). Bar berukuran 20 μm.
8 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun dan Kulit Batang P. canescens Senyawa antibakteri dapat berperan sebagai bakteristatik, bakterisidal, dan bakterilitik. Mekanisme kerja suatu senyawa antibakteri antara lain dengan merusak dinding sel, menghambat sintesis protein dan asam nukleat, mengganggu permeabilitas sel, dan menghambat aktivitas enzim (Fardiaz et al. 1988). Mekanisme tersebut menyebabkan penghambatan pertumbuhan bakteri yang ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening pada media yang mengandung ekstrak tumbuhan yang diduga mengandung senyawa antibakteri. Antibiotik yang digunakan sebagai kontrol positif pada uji antibakteri yaitu tetrasiklin. Tetrasiklin merupakan antibiotik berspektrum luas yang dapat menghambat bakteri gram positif maupun negatif dengan cara menghambat sintesis protein (Pelczar dan Chan 1988). Kontrol negatif yang digunakan adalah pelarut ekstrak daun dan kulit batang berupa larutan DMSO 10%. Penggunaan pelarut ini adalah sebagai pembanding untuk melihat pengaruh pelarut terhadap zona hambat yang dihasilkan oleh ekstrak. Ekstrak daun dan kulit batang P. canescens memiliki aktivitas penghambatan terhadap bakteri S. aureus yang ditandai dengan terbentuknya zona hambat (Gambar 5), sedangkan pada E. coli (Gambar 6) tidak terbentuk zona hambat. Perbedaan sensitivitas antara bakteri S. aureus dan E. coli terhadap ekstrak daun dan kulit batang P. canescens disebabkan oleh perbedaan komposisi dinding sel bakteri. Bakteri E. coli tergolong dalam kelompok bakteri gram negatif memiliki lapisan dinding luar berupa membran fosfolipid yang mengandung lipopolisakarida struktural. Lapisan membran ini menyebabkan dinding sel bakteri bersifat impermeabel terhadap senyawa antimikroba (Ravikumar et al. 2010). Bakteri S. aureus tergolong dalam kelompok bakteri gram positif hanya memiliki lapisan peptidoglikan tebal pada dinding selnya. Lapisan ini tidak efektif sebagai penghalang terhadap senyawa bioaktif.
Gambar 5 Zona penghambatan ekstrak daun (A) dan kulit batang (B) P. canescens terhadap bakteri S. aureus. Konsentrasi ekstrak 25 mg/ml (1); 50 mg/ml (2); 75 mg/ml (3); 100 mg/ml (4); kontrol positif tetrasiklin 30 μg/ml (+); kontrol negatif DMSO 10% (-).
9
Gambar 6 Zona penghambatan ekstrak daun (A) dan kulit batang (B) P. canescens terhadap bakteri E. coli. Konsentrasi ekstrak 25 mg/ml (1); 50 mg/ml (2); 75 mg/ml (3); 100 mg/ml (4); kontrol positif tetrasiklin 30 μg/ml (+); kontrol negatif DMSO 10% (-). Menurut Aneja et al. (2012) suatu senyawa metabolit digolongkan memiliki aktivitas penghambatan terhadap pertumbuhan bakteri jika ukuran zona hambat lebih besar daripada diameter sumur. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ekstrak daun dan kulit batang P. canescens memiliki aktivitas penghambatan terhadap bakteri S. aureus pada konsentrasi 100 mg/ml dengan diameter zona hambat sebesar 11.00±1.00 mm dan 10.00±1.41 mm (diameter sumur 7 mm) (Tabel 3). Pada konsentrasi 25 mg/ml ekstrak daun dan kulit batang P. canescens masih memberikan aktivitas penghambatan terhadap bakteri S. aureus dengan diameter zona hambat sebesar 8.00±0.00 mm. Ekstrak daun P. canescens memiliki efektivitas lebih tinggi terhadap pertumbuhan S. aureus dibandingkan dengan kulit batang. Kemampuan penghambatan ekstrak daun P. canescens yang tinggi terhadap S. aureus terlihat dari diameter zona hambat pada konsentrasi 50 mg/ml (10.00±1.00 mm) masih lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak kulit batang (8.50±0.70 mm). Tabel 3 Aktivitas penghambatan ekstrak daun dan kulit batang P. canescens terhadap bakteri S. aureus Konsentrasi Ekstrak Tumbuhan (mg/ml)
Diameter Zona Hambat (mm)
Daun 25 8.00±0.00 50 10.00±1.00 75 10.33±0.58 100 11.00±1.00 Kontrol Positif * 23.33±2.89 Kontrol Negatif ** Keterangan: (*) tetrasiklin 30 μg/ml, (**) DMSO 10%
Kulit Batang 8.00±0.00 8.50±0.70 8.25±1.06 10.00±1.41 24.00±1.41 -
Melki et al. (2011) melaporkan bahwa Gracilaria sp. memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus pada konsentrasi 50 mg/ml dengan diameter zona hambat sebesar 8.33±0.58 mm (diameter cakram 6 mm). Efektivitas senyawa antibakteri dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu pH lingkungan, komposisi media, stabilitas senyawa antimikroba, jumlah (kepadatan) inokulum, lama inkubasi, dan aktivitas metabolik mikroorganisme (Jawetz 2005).
10 Perbedaan kemampuan aktivitas penghambatan ekstrak daun dan kulit batang P. canescens terhadap bakteri S. aureus dapat disebabkan oleh perbedaan tipe trikoma kelenjar kapitat dan senyawa yang terkandung pada trikoma tersebut. Trikoma kapitat 2 yang hanya dijumpai pada daun P. canescens mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, dan lipofil diduga berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri. Senyawa flavonoid yang diduga berperan sebagai antibakteri hanya terdeteksi pada trikoma kapitat 1 daun P. canescens, selain itu trikoma kapitat 1 pada daun memiliki nilai kerapatan lebih tinggi dibandingkan pada kulit batang. Menurut Ahmad et al. (2014) senyawa flavonoid berupa 3',4',5,7tetrametoksiflavon mampu menghambat pertumbuhan S. aureus. Poeloengan et al. (2007) melaporkan bahwa ekstrak kulit bungur yang mengandung senyawa flavonoid dan alkaloid dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dan E. coli. Senyawa terpenoid berupa neopitadeina dapat menghambat pertumbuhan cendawan Aspergilus niger, C. Albicans, bakteri E. coli dan P. aeruginosa (Ragasa et al. 2009). Senyawa neopitadeina berperan sebagai antiinflamasi, antimikroba, antipiretik, dan analgesik (Raman et al. 2012). Bone dan Mills (2013) melaporkan bahwa senyawa fenol berupa hidrokuinon dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dan E.coli.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Struktur sekretori yang dijumpai pada daun dan kulit batang P. canescens berupa trikoma kelenjar kapitat. Trikoma kelenjar kapitat bervariasi berdasarkan jumlah sel kepala dan sel tangkai. Trikoma kelenjar kapitat pada daun terdiri dari 1-2 sel kepala dan 1-2 sel tangkai, sedangkan pada kulit batang terdiri dari 1 sel kepala dan 1-2 sel tangkai. Uji histokimia menunjukkan bahwa semua trikoma kelenjar kapitat pada daun mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, dan lipofil. Senyawa flavonoid dan fenol juga dijumpai pada trikoma yang terdiri dari satu sel kepala. Trikoma kelenjar kapitat pada kulit batang mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, fenol, dan lipofil. Pengujian aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri ekstrak daun P. canescens terhadap S. aureus lebih tinggi dibandingkan ekstrak kulit batang. Ekstrak daun dan kulit batang P. canescens tidak memiliki aktivitas antibakteri terhadap E. coli. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai uji fitokimia daun dan kulit batang P. canescens secara kuantitatif. Ekstraksi tumbuhan perlu dilakukan dengan pelarut nonpolar dan semi polar sehingga dapat diketahui kemampuannya dalam menarik senyawa bioaktif pada masing-masing jenis pelarut.
11
DAFTAR PUSTAKA Ahmad F, Emrizal, Sirat HM, Jamamulidin F, Mustapa NM, Ali RM, Arbain D, Aboul-Enein HY. 2014. Antimicrobial and anti-inflammatory activities of Piper porphyrophyllum (Fam. Piperaceae). ARABJC. 7:1031-1033. Aneja KR, Sharma C, Joshi R. 2012. Antimicrobial activity of Terminalia arjuna wight & Arn.: An ethnomedicinal plant against pathogens causing ear infection. BJOR. 78(1):68-74. Astarina NWG, Astuti KW, Warditiani NK. 2013. Skrining fitokimia ekstrak metanol rimpang bangle (Zingiber purpureum Roxb.). J Farm Udayana.1: 5-10. Boix YF, Victoria CP, Defaveri ACA, Arruda RCO, Sato A, Lage CLS. 2013. Glandular trichomes of Rosmarinus officinalis: anatomical and phytochemical analyses of leaf volatiles. Plant Biosystems. 145(4): 848-856. Bone K, Mills S. 2013. Principles and Practice of Phytotheraphy: Modern Herbal Medicine. New York (USA): Elsevier. Dickison WC. 2000. Integrative Plant Anatomy. California (US): Academic Pr. Fahn A. 1982. Anatomi Tumbuhan. Soediarto A, Koesoemaningrat T, Natasaputra M, Akmal H, penerjemah; Tjitrosomo SS, editor. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Pr, Terjemahan dari: Plant Anatomy. Ed ke-3. Fardiaz S, Suliantri, Dewanti R. 1988. Senyawa Antimikroba. Laboratorium Pangan. Pusat Antar Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor. Furr Y, Mahlberg PG. 1981. Histochemical analysis of laticifers and glandular trichomes in Cannabies sativa. J Nat Prod. 44(2):153-159. Gebby AE, Oktavia, Ibrahim M, Lisdiana L. 2013. Pengaruh pemberian ekstrak etanol biji mahoni (Swietenia mahagoni) terhadap penghambatan pertumbuhan Escherichia coli dengan metode difusi cakram. J Lentera Bio. 2(3): 239-243. Guerin HP, Delaveau PG, Paris RR. 1971. Localizations histochimiques: procédés simples de localization de pigments flavoniques. Application á quelques phanérogrames. Bull Soc Bot France. 118:29-36. Harborne JB. 1987. Metode Fitokimia Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. Padmawinata K, Soediro I, Penerjemah; Niksolihin S, editor. Bandung (ID): ITB Pr. Terjemahan dari: Phytochemical Method. Ed ke-2. Harmida, Sarno, Yuni VF. 2011. Studi etnofitomedika di Desa Lawang Agung Kecamatan Luwak Ulu Kabupaten Lahat Sumatra Selatan. JPS. 14(1):42-46. Ibrahim A, Kuncoro H. 2012. Identifikasi metabolit sekunder dan aktivitas antibakteri ekstrak daun sungkai (Peronema canescens Jack) terhadap beberapa bakteri patogen. J Trop Pharm Chem. 2(1):1-7. Jia P, Liu H, Gao T, Xin H. 2011. Change in structure and histochemistry of glandular trichomes of Thymus quinquecostatus Celak. Sci World J. 2012:17. Johansen DA. 1940. Plant Microtechnique. New York (US): McGraw-Hill. Juliarni. 2007. Karakter anatomi daun dari kultur tunas Artemisia annua L. Bul Agron. 35 (3): 225-232.
12 Lestari EG. 2006. Hubungan antara kerapatan stomata dengan ketahanan kekeringan pada somaklon Gajahmungkur, Towuti, dan IR64. Biodiversitas. 7(1).44-48. Liu M, Liu J. 2012. Structure and histochemistry of the glandular trichomes on the leaves of Isodon rubescens (Lamiaceae). Afr J Biotechnol. 11(17):40694078. Marin M, Jasnić N, Lakuŝić D, Lauŝević SD, Ascensão L. 2010. The morphological, histochemical, and confocal analysis of Satureja subspicata Bartl Ex Vis glandular trichomes. Arch Biol Sci. 62(4):1143-1149. Melki M, Ayu WEP, Kurniati. 2011. Uji antibakteri Gracilaria sp (rumput laut) terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. [Internet]. [Diunduh 14 Agustus 2015]. Tersedia pada: eprints.unsri.ac.id/1257/2/ MelkiujiantibakteriekstrakGracilariasp.pdf. Nikaido H, Vaara M. 1985. Molecular basis of bacterial outer membrane permeability. Microbiol Rev. 1:1-32. Ningsih A, Subehan, Natsir D. 2013. Potensi antimikroba dan analisis spektroskopi isolat aktif ekstrak n-heksan daun sungkai (Peronema canescens Jack) terhadap beberapa mikroba uji. [Internet]. [Diunduh 19 Agustus 2015]. Tersedia pada: http://pasca.unhas.ac.id/jurnal/II-14des.FK. pdf. Ogunkule ATJ, Oladele FA. 2000. Diagnostic value of trichomes in some Nigerian species of Ocimum, Hyptis Jazq and Tinnea Kotschy and Peys (Lamiaceae). J Appl Sci. 3:1163-1180. Pelczar MJ, Chan ECS. 1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi Jilid 2. Jakarta (ID):UI Pr. Poeloengan M, Andriani, Susan MN, Komala I, Hasnita M. 2007. Uji daya antibakteri ekstrak etanol batang bungur (Largerstoremia speciosa Pers) terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli secara in vitro. Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner; 2007; Balai Besar Penelitian Veteriner, Bogor. 776-782. Ragasa CY, Tsai PW, Shen CC. 2009. Antimicrobial terpenoids from Erigeron sumatrensis. NRCP Res J. 10:27-32. Raman BV, Samuel LA, Saradhi MP, Rao BN, Khrisna ANV, Sudhakar M, Rhadakrishnan TM. 2012. Antibacterial Antioxidant acitivity and GC-MS analysis of Eupatorium odoratum. Asian J Pharm Clin Res. 5:99-106. Sass JE. 1951. Botanical Microtechnique. Iowa (US): Iowa State College Pr. Schilmiller AL, Schauvinhold I, Larson M, Xu R, Charbonneau AL, Schmidt A, Wilkerson C, Last RL, Pichersky. 2009. Monoterpenes in the glandular trichomes of tomato are synthesized from a neryl diphosphate precursor rather than geranyl diphosphate. PNAS. 26(106):10865-10870. Schimiderer C, Grassi P, Novak J, Weber M, Franz C. 2008. Diversity of essential oil glands of clary sage (Salvia sclarea L, Lamiaceae). Plant Biol. 10(4):433-4440. Soerinaga, Lemmens RHMJ. 1993. Porsea Timber Trees: Major Commercial Timbers. Wageningan (NL): Pudoc Scientific. Wagner GJ, Wang E, Shepherd RW. 2004. New approaches for studying and exploring an old protuberance, the plant trichome. Ann Bot. 93: 3-11.
13 Werker E, Ravid U, Putievsky E. (1985). Structure of glandular hairs and identification of the main components of their secreted material in some species of the Labiatae. Isr J Bot. 34:31-45. Werker E. 2000. Trichome diversity and development. Adv Bot Res. 31: 2-10. Yusrin H. 2008. Studi etnobotani jenis-jenis tumbuhan di pekarangan sebagai obat tradisional oleh suku Serawai di Desa Kembang Seri Kecamatan Talo Kabupaten Seluma. [Internet]. Bengkulu (ID): Universitas Negeri Bengkulu; [Diunduh 5 Oktober 2015]. Tersedia pada: http://repository.unib.ac.id/8394/ /2/IV,V,LAMP II-14-Fdes.FK.pdf.
14
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jojog pada tanggal 8 September 1993, putri dari Bapak Suratman dan Ibu Misri. Penulis adalah anak ke satu dari dua bersaudara. Penulis lulus dari SDN 02 Jojog Lampung Timur pada tahun 2005 dan lulus dari SMPN 1 Batanghari Nuban pada tahun 2008. Tahun 2011 penulis lulus dari SMAN 3 Metro, di tahun yang sama penulis lolos seleksi jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima sebagai mahasiswa di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam pada tahun 2011. Penulis merupakan penerima beasiswa Bidikmisi tahun 2011. Selama perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Biologi sebagai Badan Pengawas Himpro pada tahun 2012-2014. Penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Genetika Dasar pada tahun 2013 dan mata kuliah Anatomi dan Morfologi Tumbuhan pada tahun 2015. Penulis melaksanakan studi lapangan pada tahun 2013 di Taman Wisata Alam Telaga Warna Puncak Bogor Jawa Barat yang berjudul “Adaptasi Struktur Anatomi Beberapa Tumbuhan Dikotil di Taman Wisata Alam Telaga Warna Puncak Bogor Jawa Barat” dibimbing oleh Dr Dorly, MSi. Penulis melaksanakan praktik lapangan pada tahun 2014 di PT. Great Giant Pineapple Company (GGPC) yang berjudul “Analisis Bakteri Alicyclobacillus Produk Clarified Pineapple Concentrate (CPC) di PT. Great Giant Pineapple” dibimbing oleh Ir Tri Heru Widarto, MSc.
