UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS

Transkripsi

1 TESIS UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS NI KETUT SINARSIH PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016

2 TESIS UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS NI KETUT SINARSIH NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI KIMIA TERAPAN PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016 i

3 UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Kimia Terapan, Program Pascasarjana Universitas Udayana NI KETUT SINARSIH NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI KIMIA TERAPAN PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016 ii

4 Lembar Pengesahan TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 11 JULI 2016 Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D. NIP NIP Mengetahui Ketua Prodi Magister Kimia Terapan Program Pascasarjana Universitas Udayana, Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si Prof. Dr. dr. A.A.Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP NIP iii

5 Tesis Ini Telah Diuji pada Tanggal 11 Juli 2016 Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. : 3070/UN.14.4/HK/2016 Tanggal 30 Juni 2016 Ketua : Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. Anggota : 1. Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D. 2. Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si. 3. Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, M.S. 4. Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si. iv

6 SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Ni Ketut Sinarsih NIM : Program studi : Kimia Terapan Judul Tesis : Uji Efektivitas Ekstrak Daun Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr) sebagai Antibakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan peraturan Perundang-undangan yang berlaku Denpasar, Juli 2016 Yang membuat pernyataan Ni Ketut Sinarsih v

7 UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa atautuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS. Penulisan tesis ini bertujuan untuk melengkapi salah satu persyaratan untuk mencapai gelar Magister Program Studi Kimia Terapan di Universitas Udayana Denpasar. Dalam penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapat bimbingan, saran dan kritik dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ibu Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. selaku Pembimbing Akademis serta Pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan bimbingan, masukan, dan petunjuk dalam menyelesaikan tesis ini, Ibu Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D. selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian untuk tesis ini, Bapak Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si. Ketua Program Studi Magister Kimia Terapan Universitas Udayana sekaligus sebagai penguji yang telah membantu memberikan saran demi kesempurnaan tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, M.S dan Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si sebagai penguji yang turut memberikan masukan saran dan semangat untuk menyelesaikan tesis ini, Rektor Universitas udayana Prof. Dr. Dr. Ketut Suastika, SpPD KEMD atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti program Magister di Universitas Udayana. vi

8 Demikian juga kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K), Asisten Direktur I Program Pascasarjana Universitas Udayana Prof. Dr. Made Budiarsa, M.A., Asisten Direktur II Program Pascasarjana Universitas Udayana Prof. Ir. Made Sudiana Mahendra, Ph.D. Penelitian ini tentunya tidak akan terlaksana tanpa kerjasama dengan Lab. Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Lab. Genetik dan Biologi Molekuler Universitas Udayana, Lab. Fakultas Teknologi Pertanian, serta Lab. Kimia Organik Fakultas MIPA Universitas Udayana. Pada kesempatan ini pula, penulis mengucapkan terima kasih kepada temanteman Program Studi Magister Kimia Terapan angkatan 2014, serta seluruh dosen dan pegawai yang selalu memberikan semangat dan dorongan dalam menyelesaikan tesis ini. Terimakasih kepada keluarga tercinta atas dukungan semangat dan doa selama penulis menyusun tesis ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmatnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini. Denpasar, Juli 2016 Penulis vii

9 ABSTRAK UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS Penelitian ini dilakukan untuk menentukan efektivitas ekstrak daun trembesi dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli dan S. aureus, yang meliputi penentuan pelarut terbaik, toksisitas akut terhadap mencit, konsentrasi optimum, serta senyawa yang berperan dalam aktivitasnya sebagai antibakteri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak etanol daun trembesi memberikan efek penghambatan yang lebih baik dibandingkan ekstrak air, yaitu sebesar 11 mm terhadap S. aureus dan sebesar 8,67 mm terhadap E. coli pada konsentrasi 4%. Uji toksisitas akut ekstrak etanol pada mencit memberikan hasil LD mg/kg BB/hari, yang masuk dalam kategori tidak toksik. Konsentrasi optimum ekstrak etanol dalam menghambat pertumbuhan bakteri dilakukan secara in vitro pada media Mueller Hinton dan dianalisis dengan Duncan Multiple Range Test dengan hasil 8,3% terhadap S. aureus dan 9% terhadap E. coli. Pada konsentrasi tersebut, aktivitas antibakteri ekstrak etanol daun trembesi dapat dikategorikan sedang terhadap E. coli dan kuat terhadap S. aureus. Uji fitokimia menunjukkan bahwa senyawa-senyawa yang berperan dalam aktivitasnya sebagai antibakteri yaitu alkaloid, steroid, fenol, flavonoid, dan saponin. Kadar total fenol yang terdapat dalam ekstrak etanol daun trembesi sebesar 2,54 % (b/v GAE) dan kadar total flavonoid sebesar 1,23 % (b/v QE). Kata Kunci : Samanea saman, antibakteri, E. coli, S. aureus viii

10 ABSTRACT EFFECTIVITY TEST OF SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr LEAVES EXTRACT AS ANTIBACTERIAL TO ESCHERICHIA COLI AND STAPHYLOCOCCUS AUREUS This research has been conducted to determine the effectivity of Samanea saman (Jacq.) Merr leaf extract inhibiting the growth of Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) bacteria. The research included determination of the best solvent, acute toxicity test in mice, finding optimum concentrations, and identification of class compounds that influenced the antibacterial activity. The results showed that the ethanol extract of S. saman leaf at concentration of 4% gave a better inhibitory effect than water extract, that was mm against S. aureus and 8.67 mm against E. coli. The acute toxicity test of ethanol extract in mice gave LD 50 of mg/kg BW/day, indicating that the extract was safe for consumption in animal test. The optimum concentration of ethanol extract in inhibiting the growth of bacteria on Mueller Hinton media was analyzed by Duncan Multiple Range Test and it was found to be 8.3% against S. aureus and 9% against E. coli. Phytochemical testing result indicated the presence of alkaloids, steroids, phenols, flavonoids, and saponins which may influence the antibacterial activities of S. saman ethanol leaf extract. Total phenols content of of S. saman ethanol leaf extract was 2.54% (w/v GAE) and total flavonoids content was 1.23% (w/v QE). Keywords: Samanea saman, antibacterial, E. coli, S. aureus ix

11 RINGKASAN Infeksi merupakan salah satu masalah kesehatan yang paling umum diderita oleh masyarakat sebagai salah satu akibat adanya pertumbuhan bakteri. Bakteri yang paling banyak menimbulkan kasus infeksi pada masyarakat adalah bakteri patogen dari spesies Staphylococcus aureus (S. aureus) dan Escherichia coli (E. coli). Dalam mengobati penyakit infeksi, masyarakat umumnya menggunakan antibiotik, namun penggunaan antibiotik yang tidak terarah menyebabkan bakteri menjadi resisten. Peningkatan resistensi bakteri terhadap antibiotik memberikan peluang untuk memanfaatkan senyawa bioaktif dari kekayaan hayati, salah satunya adalah tanaman trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr). Penelitian mengenai aktivitas daun trembesi telah dilakukan salah satu oleh Raghavendra et al. (2008), memberikan hasil bahwa ekstrak air daun trembesi dapat menghambat bakteri patogen tanaman (Xanthomonas pathovars, Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum, dan Xanthomonas campestris pv. vesicatoria) dan 14 bakteri patogen pada manusia. Pengobatan menggunakan daun trembesi yang selama ini diaplikasikan di masyarakat sebagai obat herbal berbentuk jamu dapat dikembangkan menjadi obat herbal terstandar (OHT). Kriteria obat herbal yang dapat digolongkan sebagai obat herbal terstandar adalah standarisasi bahan baku, memenuhi persyaratan mutu, terujinya khasiat dan keamanan secara ilmiah melalui uji praklinik terhadap hewan uji misalnya mencit ataupun tikus melalui uji toksikologi (Haryoto dkk., 2015). Informasi ilmiah mengenai efektivitas obat atau natural product yang akan dikembangkan sebagai OHT sangat dibutuhkan sebagai studi awal untuk memaksimalkan proses pengolahan dan penggunaan produk. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) aktivitas antibakteri dari ekstrak daun trembesi terhadap E. coli dan S. aureus menggunakan beberapa pelarut. (2) toksisitas akut ekstrak daun trembesi terhadap hewan uji mencit melalui paparan secara oral. (3) Konsentrasi optimum ekstrak daun trembesi dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli dan S. aureus. (4) Senyawa metabolit sekunder yang x

12 berperan dalam aktivitas ekstrak daun trembesi yang paling berpotensi sebagai antibakteri E. coli dan S. aureus. Ekstraksi menggunakan pelarut air dan etanol dilakukan dengan metode maserasi dan diuapkan menggunakan rotary evaporator sehingga diperoleh ekstrak kental. Pengujian antibakteri dilakukan dengan metode difusi agar menggunakan kertas cakram pada media Mueller Hinton (MH). Uji toksisitas akut pada mencit dirancang berdasarkan metode yang dikembangkan oleh Weil (1952) dengan paparan oral yang dilakukan dengan cara disonde. Penentuan senyawa-senyawa metabolit sekunder yang terkandung dalam ekstrak daun trembesi dilakukan dengan uji fitokimia menggunakan metode Culvenor Fitzgerald untuk uji Alkaloid, Lieberman Burchard untuk uji Terpenoid dan Steroid, metode Busa untuk uji Saponin, metode FeCl 3 untuk uji Fenol, serta Wilstatter untuk uji Flavonoid. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak daun trembesi menggunakan pelarut air dan etanol memberikan aktivitas antibakteri pada E. coli dan S. aureus, yang mana pelarut etanol memberikan hasil yang lebih baik yaitu 11 mm terhadap S. aureus dan 8,67 mm terhadap E.coli pada konsentrasi 4%. Uji toksisitas akut ekstrak etanol pada hewan uji yaitu mencit memberikan hasil LD 50 > mg/kg BB/hari dan apabila dikonversi ke manusia maka ekstrak etanol ini tidak toksik dikonsumsi pada dosis 6.206,4 g. Konsentrasi optimum ekstrak etanol dalam menghambat pertumbuhan bakteri dianalisis dengan Duncan Multiple Range Test. Pengujian pada S. aureus dan E. coli menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak, maka daya hambat terhadap pertumbuhan bakteri semakin besar. Namun pada konsentrasi tertentu, yaitu di atas 8,3% menunjukkan daya hambat yang tidak berbeda nyata terhadap pertumbuhan S. aureus dan di atas 9% menunjukkan daya hambat yang tidak berbeda nyata terhadap pertumbuhan E. coli. Uji fitokimia menunjukkan bahwa senyawa-senyawa yang berperan dalam aktivitas antibakteri ekstrak etanol daun trembesi yaitu alkaloid, steroid, fenol, flavonoid, dan saponin. Uji fenol dan flavonoid menunjukkan hasil positif sehingga dilakukan pengukuran kadar total fenol dan total flavonoid. Kadar total fenol dalam ekstrak etanol daun trembesi sebesar 2,54 % (b/v GAE) dan kadar total flavonoid sebesar 1,23 % (b/v QE). xi

13 DAFTAR ISI SAMPUL DALAM... PRASYARAT GELAR... LEMBAR PERSETUJUAN... PENETAPAN PANITIA PENGUJI... SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT UCAPAN TERIMA KASIH... ABSTRAK... ABSTRACT... RINGKASAN... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR.... DAFTAR SINGKATAN... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman i ii iii iv v vi viii ix x xiii xv xvi xvii xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr.) Kandungan Kimia Tumbuhan Alkaloid Terpenoid dan Steroid Senyawa Fenolik Flavonoid Saponin Bakteri Bakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureus Zat Antibakteri Uji Aktivitas Antibakteri Metode Dilusi Metode Difusi Agar Media Uji Antibakteri Konsentrasi Hambat Minimum Toksisitas Akut Metode Pengujian Toksisitas Akut Ekstraksi xiii

14 BAB III KERANGKA BERPIKIR KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN Kerangka Berpikir Kerangka Konsep Hipotesis BAB IV METODOLOGI PENELITIAN Rancangan Penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian Prosedur Penelitian Pengambilan dan Penyiapan Sampel Ekstraksi Daun Trembesi Pengujian Aktivitas Antibakteri Penentuan Konsentrasi Hambat Minimum Uji Toksisitas Akut pada Mencit Penentuan Konsentrasi Efektif Penentuan Kandungan Senyawa Metabolit Sekunder Analisis Data BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Aktivitas Ekstrak Daun Trembesi sebagai Antibakteri Terhadap E. coli dan S. aureus Uji Konsentrasi Hambat Minimum Toksisitas Akut Ekstrak Etanol Daun Trembesi Konsentrasi Efektif Ekstrak Daun Trembesi dalam Menghambat Pertumbuhan E. coli dan S. aureus Senyawa Metabolit Sekunder dalam Ekstrak Etanol Daun Trembesi Kandungan Metabolit Sekunder dalam Ekstrak Etanol Daun Trembesi Kandungan Total Fenol dan Total Flavonoid 69 BAB VI SIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 81 LAMPIRAN 87 xiv

15 DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Perbedaan Bakteri Gram Negatif dan Bakteri Gram Positif Klasifikasi Respon Hambatan Pertumbuhan Mikroba Daftar Volume Maksimal Bahan Uji pada Pemberian Secara Oral Klasifikasi Zat Kimia Sesuai dengan Toksisitas Relatifnya Daya Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S. aureus dari Ekstrak Etanol dan Ekstrak Air Daun Trembesi Pada Konsentrasi 2% dan 4% Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S. aureus Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada Berbagai Konsentrasi Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri Pada Uji KHM S. aureus dari Berbagai Konsentrasi Ekstrak Etanol Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S. aureus pada Berbagai Konsentrasi Ekstrak Etanol Daun Trembesi Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Etanol Daun Trembesi xv

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Karakteristik Bagian Tanaman Trembesi Bentuk Mikroskopis Koloni E. coli Bentuk Mikroskopis Koloni S. aureus Konsep Penelitian Daya Hambat Ekstrak Etanol dan Ekstrak Air Daun Trembesi pada S. aureus dan E. coli Grafik Perbandingan Zona Hambat Ekstrak Daun Trembesi pada S. aureus dan E. coli dengan Pelarut Etanol dan Pelarut Air Daya Hambat Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada berbagai konsentrasi pada S. aureus dan E. coli Daya Hambat Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada Berbagai Konsentrasi Terhadap S. aureus Diameter Zona Hambat Ekstrak Etanol pada Berbagai Konsentrasi Terhadap S. aureus dan E. coli Grafik Hubungan Konsentrasi dengan Diameter hambat Bakteri S. aureus dan E. coli Reaksi Reduksi Senyawa Fenol oleh Reagen Folin Ciocalteu Menghasilkan Kompleks Molybdenum Kurva Regresi Standar Asam Galat Reaksi Pembentukan Kompleks Flavonoid dengan Adanya AlCl Kurva Regresi Standar Kuersetin xvi

17 DAFTAR SINGKATAN FeCl 3 AlCl 3 HCl Mg NaOH KOH H 2 SO 4 NA BB M g kg mg μl ml L μm mm DNA RNA ph KHM OHT LD DMRT ANOVA : Besi (III) Klorida : Aluminium klorida : Asam klorida : Magnesium : Natrium Hidroksida : Kalium Hidroksida : Asam sulfat : Nutrient Agar : Berat Badan : Molar : gram : kilogram : milligram : mikroliter : mililiter : liter : mikrometer : milimeter : Deoxyribo Nucleic Acid : Ribo Nucleic Acid : power of Hidrogen : Konsentrasi Hambat Minimum : Obat Herbal Terstandar : Lethal Dose : Duncan Multiple Range Test : Analysis of Variant xvii i

18 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Pembuatan Larutan Uji Antibakteri Ekstrak Etanol dan Air Pembuatan Larutan Uji KHM Ekstrak Etanol Perhitungan Penentuan Dosis Pembuatan Larutan untuk Uji Toksisitas Perlakuan Uji Toksisitas pada Mencit Pembuatan Larutan untuk Penentuan Konsentrasi Efektif Pembuatan Larutan Standar untuk Uji Total Fenol Pembuatan Larutan Standar untuk Uji Total Flavonoid Tabel Diameter Hambat Ekstrak Daun Trembesi dalam Terhadap Pertumbuhan E. coli dan S. aureus untuk Penentuan Waktu Optimum Hasil Pengujian Total Fenol Perhitungan Total Fenol Ekstrak Etanol Daun Trembesi Hasil Pengujian Total Flavonoid Perhitungan Total Flavonoid Ekstrak Etanol Daun Trembesi xviiii