SKRIPSI
KAJIAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA EKSTRAK KULIT KAYU MESOYI (Cryptocaria massoia) TERHADAP BAKTERI PATOGEN DAN PEMBUSUK PANGAN
Oleh ELSADORA REAPINA M F 24102132
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
1
KAJIAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA EKSTRAK KULIT KAYU MESOYI (Cryptocaria massoia) TERHADAP BAKTERI PATOGEN DAN PEMBUSUK PANGAN
SKRIPSI
Oleh:
ELSADORA REAPINA M F 24102132
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2
Elsadora Reapina Malthaputri. F 24102132. Kajian aktivitas antimikroba ekstrak kulit kayu mesoyi (Cryptocaria massoia) terhadap bakteri patogen dan pembusuk pangan. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Sedarnawati Yasni, M.Agr dan Elvira Syamsir, STP., Msi.
RINGKASAN Di Indonesia terdapat kira-kira 4000 jenis kayu dan dari jumlah tersebut masih banyak yang belum diketahui sifat dan kegunaannya, termasuk didalamnya adalah tanaman mesoyi (Cryptocaria massoia). Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji aktivitas antimikroba pada kulit kayu mesoyi sebagai salah satu sumber daya alam khas Indonesia yang belum optimal pemanfaatannya. Dengan diketahui aktivitas antimikrobanya diharapkan penggunaan kulit kayu mesoyi dapat dikembangkan sebagai salah satu sumber antimikroba alami. Penelitian dibagi atas dua tahapan, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian lanjutan. Pada penelitian pendahuluan dilakukan persiapan kultur bakteri uji, proses ekstraksi, dan pengujian aktivitas antimikroba dengan metode uji difusi sumur. Pada penelitian lanjutan dilakukan penentuan nilai MIC dan uji fitokimia terhadap ekstrak kulit kayu mesoyi terpilih. Persiapan kultur bakteri uji dilakukan dengan metode hitungan cawan dan didapatkan bahwa pengenceran yang diperlukan adalah 10-3. Proses ekstraksi dilakukan dengan metode refluks dan destilasi uap. Proses ekstraksi dilakukan secara tunggal dengan pelarut air dan etanol, serta secara bertingkat dengan pelarut heksan, etil asetat, dan metanol. Rendemen ekstrak air, ekstrak etanol, minyak atsiri, ekstrak heksan, ekstrak etil asetat, dan ekstrak metanol kulit kayu mesoyi berturut-turut adalah 7.80% (w/w), 8.93% (w/w), 2.04% (w/v), 1.69% (w/w), 1.47% (w/w), dan 1.52% (w/w). Uji difusi sumur menunjukkan bahwa hampir semua ekstrak kulit kayu mesoyi memiliki spektrum penghambatan yang luas karena mampu menghambat semua bakteri uji, kecuali ekstrak air dan ekstrak metanol. Perbedaan ekstrak yang diujikan, bakteri uji yang digunakan, dan interaksi yang terjadi diantaranya memiliki pengaruh yang nyata (p<0.05) terhadap nilai diameter penghambatan. Bakteri uji yang paling sensitif terhadap ekstrak kulit kayu mesoyi adalah Salmonella Thypimurium, sedangkan bakteri yang paling tahan adalah E. coli. Ekstrak kulit kayu mesoyi yang memiliki aktivitas antimikroba paling baik adalah ekstrak etil asetat dan minyak atsiri, sedangkan ekstrak kulit kayu mesoyi yang paling tidak efektif adalah ekstrak air. Ekstrak yang dipilih untuk diuji lanjut adalah ekstrak etanol dan minyak atsiri. Nilai MIC ekstrak etanol terhadap Bacillus cereus adalah 0.557 (% w/w), sedangkan nilai MIC minyak atsiri terhadap bakteri uji Salmonella Typhimurium adalah 0.005 (% w/w). Uji fitokimia terhadap ekstrak etanol dan minyak atsiri kulit kayu mesoyi membuktikan bahwa ekstrak etanol mengandung fenol dan terpenoid, sedangkan minyak atsiri kulit kayu mesoyi mengandung terpenoid.
3
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KAJIAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA EKSTRAK KULIT KAYU MESOYI (Cryptocaria massoia) TERHADAP BAKTERI PATOGEN DAN PEMBUSUK PANGAN
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh
ELSADORA REAPINA M F 24102132 Dilahirkan Pada Tanggal 24 September 1984 Di Jakarta Tanggal Lulus : 15 Januari 2007 Menyetujui Bogor, 24 Januari 2007 Dr. Ir.Sedarnawati Yasni, M.Agr Dosen Pembimbing I
Elvira Syamsir, STP., Msi. Dosen Pembimbing II Mengetahui
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc Ketua Departemen ITP
4
RIWAYAT HIDUP
Penulis yang bernama lengkap Elsadora Reapina Malthaputri adalah anak kedua dari Bapak Bakri Beck dan Ibu Sri Enery yang dilahirkan di Jakarta pada tanggal 24 September 1984. Penulis menempuh pendidikan di Taman Kanakkanak Aisyah Palangkaraya (1988-1990), Sekolah Dasar Negeri Langkai 12 Palangkaraya (1990-1992), Sekolah Dasar Negeri Anyelir I Depok (1992-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Islam Al-Azhar Pejaten (1996-1999), dan Sekolah Menengah Umum Negeri 8 Jakarta (1999-2002). Pada tahun 2002, penulis diterima sebagai mahasiswa pada Departemen Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif menjadi panitia dalam berbagai kegiatan seperti Lepas Landas Sarjana FATETA, BAUR 2004, NSPC (National Students’ Paper Competition) dan LCTIP (Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan). Selain itu, penulis juga pernah mengikuti seminar National Students’ paper competition on food issue (2003) dan IDF International Conference of FGW Student Forum for Milk and Milk Product (2005). Penulis melakukan kegiatan praktek lapang di PT Makro Indonesia dengan topik mempelajari sistem penyimpanan dan pemajangan bahan pangan segar dalam usaha mengurangi tingkat kerusakan di makro cabang pasar rebo (Divisi fresh food) di PT. Makro Indonesia, Jakarta. Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menyusun skripsi dengan judul “Kajian aktivitas antimikroba ekstrak kulit kayu mesoyi (Cryptocaria massoia) terhadap bakteri patogen dan pembusuk pangan” di bawah bimbingan Dr. Ir. Sedarnawati Yasni, M. Agr dan Elvira Syamsir, STP., MSi.
5
KATA PENGANTAR Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Shalawat serta salam juga tidak lupa penulis panjatkan kehadirat Rasulullah SAW. Penyelesaian penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr .Ir. Sedarnawati Yasni, M.Agr dan Elvira Syamsir, STP., Msi. selaku dosen pembimbing
akademis
yang
selalu
memberikan
bimbingan,
selama
perkuliahan dan penelitian sampai penulisan skripsi selesai. 2. Ir. Budi Nurtama, M. Agr, atas kesediaannya menjadi dosen penguji. 3. Papa, Mama, kak Ridho dan Rayhan, untuk semua dukungan yang diberikan. 4. Mas Deddy yang sudah menemani dan menyemangati disetiap waktu penulis, dan Vita Amanda yang mengajarkan arti sahabat sejati. 5. Sahabat-sahabat poobiers-ku, Nungi, Tuxki, Farah, Tish, Tante, Ina, Grid dan Nene, terima kasih untuk kebersamaan dan waktunya berbagi apa saja. 6. Sahabat-sahabatku, Ratih Woro, Aponk, dan Kanyaka, serta teman-teman TPG 39, Vero Anna, Ajeng, Didin, Dadik, Ulik, dan Boyon. 7. Eva H. Direja, untuk kerja sama tak terlupakan, dan teman sebimbingan lainnya, Mba dewi TPG’36, Mba Lily TPG’37, dan Mba Nurma TPG’38. 8. Teman-teman selama di Laboratorium, Inda, Rebek, Manginar, Nanda, Shinta, Muslimah, Tojay, Ibu Yuspi, Ibu Diana, Ibu Asriani, dan Mba Tri. 9. Laboran-laboran Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. 10. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari skripsi ini masih banyak kekurangannya dalam penulisan, walaupun demikian penulis tetap berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya. Bogor, Januari 2007 Penulis
6
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR
....................................................................................... i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii DAFTAR TABEL ............................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR
......................................................................................... v
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... vi I.
PENDAHULUAN
...................................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................................ 1 B. Tujuan dan Sasaran II.
.................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kulit kayu mesoyi
............................................................................ 4
.................................................................................... 4
B.
Teknik ekstraksi
........................................................................................ 7
C.
Senyawa antimikroba
................................................................................ 11
D. Karakteristik mikroba patogen dan mikroba perusak makanan E.
Pengujian aktivitas antimikroba
F.
Uji fitokimia
.............. 12
.............................................................. 18
.............................................................................................. 23
III. BAHAN DAN METODE .......................................................................... 29 A.
Bahan dan alat
.......................................................................................... 29
B.
Tempat dan waktu
.................................................................................... 29
C.
Metode penelitian
...................................................................................... 30
D.
Metode analisis
........................................................................................ 37
E.
Pengolahan data
........................................................................................ 43
7
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
............................................................ 45
A.
Persiapan kultur bakteri uji
B.
Aktivitas antimikroba ekstrak kulit kayu mesoyi
C.
Uji lanjut ekstrak kulit kayu mesoyi
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 70
A.
Kesimpulan
B.
Saran .........................................................................................................
.................................................................... 45 ................................ 46
.................................................... 63
.............................................................................................. 70 71
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 72
8
DAFTAR TABEL Tabel 1.
Hasil analisis proksimat kulit kayu mesoyi ..............................
6
Tabel 2.
Nilai MIC beberapa minyak rempah-rempah
23
Tabel 3.
Komponen fenolik yang ditemukan dalam tanaman
Tabel 4.
Komponen fenolik tanaman dan aktivitas antimikroba
Tabel 5.
Total mikroba kultur bakteri uji
Tabel 6.
Nilai rendemen dan karakteristik ekstrak kulit kayu mesoyi
Tabel 7.
Hasil uji statistik GLM-Univariate
Tabel 8.
Nilai MIC (Minimum Inhibitory Concentration)
Tabel 9.
Hasil uji fitokimia
Tabel 10.
Karakteristik minyak atsiri kulit kayu mesoyi
.......................... ..............
25
..........
25
............................................
45
..
47
..........................................
54
....................
64
..................................................................
65
......................
67
9
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.
(a) pohon mesoyi (b) minyak atsiri
.................................... 6
Gambar 2.
Mesoyi lakton atau 5-Pentylpent-2-en-5-olide (C10H16O2)
Gambar 3.
Bakteri-bakteri uji : (a) P. aeruginosa, (b) B. cereus, (c) E.
..
6
coli, (d) S. aureus, dan (e) Salmonella Thypimurium..............
17
Gambar 4.
Dimethyl sulfoxide atau DMSO ............................................
22
Gambar 5.
Diagram alir penelitian
Gambar 6.
Diagram alir metode hitungan cawan
Gambar 7.
Skema ekstraksi tunggal dengan pelarut etanol dan air
Gambar 8.
Diagram alir proses ekstraksi bertingkat dari ampas kulit
........................................................ 30 .................................. ......
32 34
kayu mesoyi.............................................................................. 36 Gambar 9.
Diagram alir uji difusi sumur
.............................................. 39
Gambar 10.
Diagram alir penentuan nilai MIC
Gambar 11.
Jenis ekstrak kulit kayu mesoyi : (a) ekstrak air, (b) ekstrak
...................................... 41
etanol, (c) minyak atsiri, (d) ekstrak heksan, (e) ekstrak etil asetat, dan (f) ekstrak metanol.................................................. 48 Gambar 12.
Penghambatan jenis-jenis ekstrak kulit kayu mesoyi terhadap bakteri uji.......................................................………………
Gambar 13.
51
(a) penghambatan ekstrak etil asetat terhadap P. aeruginosa dan (b) penghambatan minyak atsiri terhadap Salmonella Typhimurium dengan kontrol positifnya.................................. 52
Gambar 14.
Profil perkiraan aktivitas antimikroba berbagai jenis ekstrak kulit kayu mesoyi.....................................................................
53
Gambar 15.
Profil perkiraan penghambatan berbagai bakteri uji
53
Gambar 16.
Penghambatan jenis-jenis ekstrak kulit kayu mesoyi terhadap
............
jenis bakteri Gram positif dan Gram negatif............................ Gambar 17. Gambar 18.
58
Perbandingan diameter penghambatan jenis-jenis ekstrak kulit kayu mesoyi.....................................................................
61
Penghambatan pertumbuhan B. cereus oleh ekstrak etanol.....
63
10
