UJI AKTIVITAS EKSTRAK ETANOL LUMUT HATI (Dumortiera hirsuta) TERHADAP Escherichia coli
Junairiah, Azmi Prasasti dan Ni’matuzahroh Program Studi S1 Biologi Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya
[email protected]
ABSTRACT Some of the division Bryophyta antimicrobial compounds have been investigated. Extract Dumortiera hirsuta has antimicrobial effects with some solvents such as chloroform, eti acetate and water. This study aimed to determine the effect of variations in the concentration of secondary metabolites and the response, the ethanol extract of the liver moss Dumortiera hirsuta. D.hirsuta dried, finely cut and extracted using ethanol to obtain extracts of thick black. Types of secondary metabolites tested using phytochemical screening test, and produce flavonoids, steroids and alkaloids. The area of the inhibition of microbial diffusion assay method. Log values of microbial growth test using dilution method. Type of test microbes used was Escherichia coli. Diffusion method was performed at a concentration of 2,500, 5,000, 10,000, 20,000, 40,000, 60,000, and 80,000 ppm. Dilution method performed at concentrations of 250, 500, 750, 1,000, 2,000 and 2,500 ppm. The average yield of the inhibition area of greatest concentration of 80,000 ppm is on for the Escherichia coli. Log value test or microbial growth on Escherichia coli at concentrations of 2500 ppm, it is MIC values found in concentrations. Keywords: antimicrobial, secondary metabolites, liver moss Dumortiera hirsuta.
PENDAHULUAN Keanekaragaman hayati yang banyak dimanfaatkan dan dilakukan berbagai upaya pengembangannya adalah tumbuh-tumbuhan. Banyak dilakukan penelusuran komponen aktif dari tumbuhan yang dilaporkan bersifat medisinal (pengobatan) dan juga sebagai antimikroba. Komponen aktif pada tumbuhan
dalam bentuk metabolit sekunder seperti alkaloid, flavonoid, steroid, triterpenoid, kumarin dan lain-lain. Antimikroba adalah substansi atau senyawa yang dapat membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroba, seperti bakteri (antibakteri), fungi (antifungi), virus (antivirus), atau parasit (antiparasitik) (Levy, 1994). Penelitian tentang analisa kandungan antimikroba pada tumbuhan telah banyak dilakukan, karena telah diketahui bahwa beberapa tumbuhan mengandung minyak atsiri yang bersifat aktif sebagai antibakteri dan antifungi sehingga dapat dipergunakan sebagai bahan pengawet pada makanan dan sebagai antibiotik (Aureli, 1992; Gundidza et al., 1993; Yuherman et al., 2002). Penggunaan lumut sebagai tumbuhan obat telah lama digunakan di China, Eropa dan Amerika Utara. Pada tahun 1952, Madsen dan Pates menemukan adanya aktivitas penghambatan mikroorganisme dalam produk kesehatan yang mengandung Sphagnum portoricens, S.stricum, Conocephalum conicum, dan Dumortiera hirsuta. Junairiah et al., (2010) melaporkan bahwa ekstrak kloroform lumut hati Dumortiera hirsuta aktif menghambat Candida albicans dan Staphylococcus aureus, dan Escherichia coli. Metode pengujian mikroba yang dilakukan pada penelitian tersebut menggunakan uji metode cakram dan metode pengenceran tabung. Sampai saat ini belum diketahui aktivitas antimikroba ekstrak D.hirsuta dengan menggunakan ekstraksi dari pelarut etanol. Aktivitas antimikroba dari tumbuhan lumut ini dapat diketahui dengan metode ekstraksi menggunakan pelarut etanol. Pelarut tersebut digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa bioaktif yang terkandung di dalam tumbuhan yang diperkirakan bersifat toksik
bagi mikroba uji. Penggunaan berbagai variasi konsentrasi ekstrak lumut diharapkan dapat menunjukkan aktivitas antibakteri yang berbeda, sehingga dapat diketahui nilai Minimal Inhibitory Concentration (MIC). Berdasarkan uji fitokimia senyawa metabolit sekunder yang terdapat pada ekstrak etanol divisi Magnoliophyta meliputi flavonoid, saponin, dan tanin. Sedangkan senyawa metabolit sekunder yang terdapat pada ekstrak etanol Orthosipon aristatus meliputi alkaloid, flavonoid, dan steroid. (Agustin.,et al 2008). Pada ekstrak etanol Alstonia scholaris mengandung metabolit sekunder berupa alkaloid, flavonoid, polifenol, dan terperoid/sterid. (Eva Marliana.,et al 2009).
BAHAN DAN METODE Lumut Dumortiera hirsuta, mikroba uji Escherichia coli, larutan etanol, media pertumbuhan mikroba berupa Mueller-Hinton Agar (MHA), MuellerHinton Broth (MHB), dan EMB (Eosine Methylene Blue). Penelitian ini dilaksanakan di Laboraturium Mikrobioligi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. Waktu penelitian telah ditempuh selama 3 bulan yang berlangsung pada bulan Maret-Mei 2012. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan rancangan acak lengkap, dan menggunakan tiga tahapan uji. Pada uji skrining fitokimia, uji diameter daerah daya hambat, uji pertumbuhan mikroba uji. Uji skrining fitokimia bertujuan untuk mengetahui metabolit sekunder yang ada di dalam ekstrak etanol lumut hati D.hirsuta. Uji diameter daerah daya hambat atau metode difusi, menggunakan konsentrasi
ekstrak 2500, 5000, 10000, 20000, 40000, 60000, 80000 ppm. Uji pertumbuhan mikroba uji atau metode dilusi menggunakan konsentrasi ekstrak 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500 ppm. Masing-masing perlakuan dilakukan dengan 3 ulangan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1 Hasil skrining fitokimia metabolit sekunder ekstrak etanol D. hirsuta Metabolit Sekunder Flavonoid Alkaloid Steroid Terpenoid
Metode Uji Willstatersianidin Meyer + +
Dragendroff
Wagner
+
+
Liebermann Buchard
Dari tabel 1 menunjukkan bahwa pada uji flavonoid dengan pereaksi Willstater-sianidin dan HCl pekat menunjukkan warna hijau, sehingga dapat dikatakan bahwa ekstrak etanol D. hirsuta positif mengandung flavonoid. Pada uji alkaloid dengan menggunakan pereaksi Meyer, Dragendroff, dan Wagner, berturut-turut menunjukkan warna putih dan coklat kemerahan. Hal tersebut menunjukkan bahwa ekstrak etanol D. hirsuta positif mengandung alkaloid. Pada uji steroid dan terpenoid dengan metode Liebermann Buchard menunjukkan warna hijau, sehingga dapat dikatakan bahwa ekstrak etanol D. hirsuta mengandung steroid, namun tidak mengandung terpenoid, karena indikator adanya terpenoid menunjukkan warna merah atau ungu.
+ -
Sebagian besar antimikroba tumbuhan diketahui merupakan metabolit sekunder tumbuhan, terutama dari golongan fenolik dan terpena dalam minyak atsiri. Metabolit sekunder tersebut dibiosintesis dari banyak metabolit primer. Kebanyakan senyawa-senyawa fenolik pada tumbuhan adalah isoflavonoid. (Harborne ,1987). Senyawa bioaktif seperti isoflavonoid tersebut telah diketahui dapat berfungsi sebagai antibakteri (Cowan, 1999). Senyawa fenolik adalah komponen utama antimikroba tumbuhan (Gould, 1995). Komponen antimikroba yang terkandung dalam minyak atsiri tumbuhan banyak mengandung komponen jenis fenol (Beuchat, 1994). D. hirsuta merupakan salah satu tumbuhan tingkat rendah yang memiliki banyak kandungan minyak atsiri, sehingga dapat dikatakan kandungan fenol ekstrak D. hirsuta tergolong tinggi. Mekanisme antimikroba senyawa fenolik dapat menggangu kerja di dalam membran sitoplasma mikroba termasuk diantaranya mengganggu transpor aktif (Davidson, 1993). Senyawa fenol mempunyai aktivitas anti-kapang dan khamir pada C. albicans dengan mengganggu pembentukan pseudhohifa selama proses patogenesis. Walaupun demikian belum diketahui senyawa dominan yang berfungsi sebagai anti-kapang dan khamir (Kusumaningtyas et al, 2008)
Tabel 4.7 Nilai konsentrasi ekstrak D. hirsuta dengan nilai rerata daerah daya hambat E. coli Konsentrasi Rerata dengan notasi Standart (ppm) (α 0,05) Mean Deviasi 0 7,1 ± 0,3 a 7,1 0,3 2.500 8,0 ± 1,08 ab 8,0 1,08 5.000 8,2 ± 0,56 ab 8,2 0,56 10.000 7,4 ± 0,05 abc 7,4 0,05 20.000 8,3 ± 1,16 abc 8,3 1,16 40.000 8,9 ± 0,95 bc 8,9 0,95 60.000 8,6 ± 0,73 bc 8,6 0,73 80.000 9,6 ± 0,6 c 9,6 0,6 Keterangan: Nilai rerata daerah daya hambat yang diikuti oleh notasi huruf berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan (α 0,05). Notasi huruf berdasarkan hasil uji Duncan
Grafik diameter daya hambat (mm) pada mikroba uji E.coli dalam variasi konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta (ppm) berdasarkan data tabel 2.
Grafik 1 Diameter daya hambat (mm) pada mikroba uji E. coli dalam variasi konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta (ppm)
Gambar
Keterangan E. coli pada konsetrasi ekstrak etanol D. hirsuta 80.000 ppm
Gambar 1 Daerah daya hambat ekstrak etanol D. hirsuta terhadap pertumbuhan mikroba uji. Buck (2001) menyatakan dalam penelitiannya bahwa awal-awal terjadinya interaksi mekanisme senyawa antimikroba pada bakteri Gram negatif umumnya senyawa antimikroba akan dihambat oleh membran luar berupa lipopolisakarida. Kemudian terjadi akumulasi yang kemudian mengganggu ikatan-ikatan hidrofilk membran luar. Secara selektif sebagian dari senyawa antimikroba dengan ukuran molekul kecil melalui protein porin hingga menuju sitoplasma. Menurut Kanawaza et al. (1995) suatu senyawa yang mempunyai polaritas optimum akan mempunyai aktivitas antimikroba maksimum, karena untuk interaksi suatu senyawa antibakteri dengan bakteri diperlukan keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB:hydrophilic lipophilic balance). Polaritas senyawa merupakan sifat fisik senyawa antimikroba yang penting. Sifat hidrofilik diperlukan untuk menjamin senyawa antimikroba larut dalam fase air yang merupakan tempat hidup mikroba, tetapi senyawa yang bekerja pada membran sel hidrofobik memerlukan pula sifat lipofilik sehingga senyawa antibakteri memerlukan keseimbangan hidrofilik-lipofilik untuk mencapai aktivitas yang optimal (Branen & Davidson, 1993)
Kelompok bakteri Gram negatif umumnya relatif lebih tahan terhadap senyawa-senyawa antibakteri ekstrak tumbuhan yang bersifat semipolar mendekati nonpolar dibandingkan kelompok bakteri Gram positif. Hal tersebut erat kaitannya dengan struktur dinding sel bakteri Gram negatif yang berlapislapis tersusun dari beberapa senyawa antara lain: lipopolisakarida, peptidoglikan dan lipoprotein (Fardiaz, 1989). Tabel 3. Variasi konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta terhadap pertumbuhan jumlah koloni Eschrichia coli Mikroba Konsentrasi Nilai TPC Log nilai Uji (ppm) (CFU/mL) TPC 0 8,83 6,84 x 10⁹ 250 8,71 5,13 x 10⁹ 500 8,74 5,60 x 10⁹ 750 8,54 3,51 x 10⁹ E.coli 1.000 8,5 3,23 x 10⁹ 1.500 8,43 2,75 x 10⁹ 2.000 8,49 3,13 x 10⁹ 2.500 2,18 x 10⁹ 8,33 Dari tabel 3 menunjukkan bahwa belum terdapat dinilai signifikansi berkurangnya jumlah koloni Escherichia coli pada masing-masing konsentrasi ekstrak etanol Dumortiera hirsuta. Gambar
Keterangan E. coli pada konsetrasi ekstrak etanol D. hirsuta pada konsentrasi 1.500 ppm pengenceran 10⁶
Gambar 2 Pengaruh konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta terhadap pertumbuhan jumlah koloni Escherichia coli.
Variasi konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta terhadap pertumbuhan jumlah koloni E. coli dilakukan untuk mendapatkan nilai MIC. Nilai MIC ditafsirkan sebagai pengenceran dan konsentrasi terendah dari sampel (Wilson, 2005). Nilai MIC dapat diketahui dari nilai log pertumbuhan jumlah koloni mikroba uji. Pada penelitian ini tidak dilakukan pengamatan secara visual karena ekstrak yang digunakan merupakan ekstrak kasar yang tidak dimurnikan dan menghasilkan warna keruh, sehingga mempengaruhi pengamatan visualisasi. Dengan demikian penilaian MIC diukur dari nilai log TPC. Secara umum hal tersebut dilakukan dalam beberapa tahap yaitu, pengamatan secara visualisasi, metode pencawanan, TPC (Total Plate Count), kemudian menghitung nilai log pertumbuhan mikroba uji. Pada penelitian ini data penurunan jumlah log koloni pada masing-masing mikroba uji tidak sama.. Penghitungan nilai MIC dimulai dari konsentrasi terendah yang dapat meghasilkan daerah daya penghambatan, dan dari konsentrasi awal tersebut dilakukan pengenceran serta mengurangi prosentase jumlah konsentrasi ekstrak. Konsentrasi ekstrak yang diujikan untuk mendapatkan nilai MIC adalah 250, 500, 750, 1.000, 1.500, 2.000 dan 2.500 ppm. Pada konsentrasi 2.500 ppm telah terlihat daerah daya hambat, sehingga dapat dimungkinkan daerah daya hambat berkisar kurang atau sama dengan konsentrasi 2.500 ppm. Pada metode pencawanan atau TPC (Total Plate Count) nilai log terendah adalah 8,33 pada konsentrasi 2.500 ppm. Dari data tersebut menunjukkan bahwa pada konsentrasi 2.500 ppm ekstrak etanol D. hirsuta telah dapat menghambat pertumbuhan E. coli.
KESIMPULAN 1. Metabolit sekunder yang terdapat di dalam ekstrak etanol D. hirsuta flavonoid, alkaloid, dan steroid 2. Perbedaan konsentrasi ekstrak etanol D. hirsuta berpengaruh terhadap besarnya diameter daerah penghambatan (mm) pertumbuhan E. coli. Konsentrasi yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba paling optimal adalah 80.000 ppm. 3. Nilai MIC ekstrak etanol D. hirsuta yang dapat menghambat pertumbuhan E. coli adalah pada konsentrasi 2.500 ppm.
SARAN Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan nilai MBC (Minimal Bactericidal
Concentration), nilai pada konsentrasi terendah yang dapat
membunuh pertumbuhan mikroba uji, serta menentuan pelarut yang dapat melarutkan metabolit sekunder selain yang dapat dilarutkan oleh etanol. Selain itu diperlukan juga metode pemanfaatan lebih lanjut untuk obat herbal yang dapat digunakan oleh manusia
DAFTAR PUSTAKA Buck KM. 2001. Cleaning and Desinfecting: The effects of germicides on microorganism. http://www.infectioncontroltoday.com Cowan MM. 1999. Plant Products as Antimicrobial Agents. Clinical Microbiology Reviews: 564-582. American Society for Microbiology. Davidson PM, Brannen AL. 1993. Antimicrobial in Food. 2ND Edition. Marcell Dekker Inc. New York.
Davidson PM. 1993. Parabens and Phenolic Compounds. Di dalam: Naidu (ed). Natural Foods Antimicrobial Systems. CRC Press. New York. Gould GW. 1995. New Method of Food Preservation . London: Blackie Acadamic and Professional Pub. Harbone, J.B., 1987. Metode Fitokimia, Edisi Kedua, Alih bahasa: Kosasih P. & Iwang S, Penerbit ITB Bandung. Fardiaz S. 1989. Mikrobiologi Pangan Penuntun Praktikum Laboratorium. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. IPB Bogor. Junairiah, Fatimah, dan Ni’matuzzahroh, 2007, Eksplorasi dan Uji Aktivitas Ekstrak Bryophyta (Tumbuhan Lumut) sebagai Bahan Antimikroba, Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Airlangga, Surabaya. Kanazawa AT, Ikeda T, Endo. 1995. A novel approach to mode of action of cationic biocides morphological effect on antibacterial activity. J Appl. Bacteriol 55-60. Lenny, S., 2006, Senyawa Terpenoid dan Steroida, Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Sumatra Utara, Medan.
