ISOLASI DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI JAMUR ENDOFIT DARI DAUN DAN RIMPANG

Transkripsi

1 Isolasi dan uji aktivitas antibakteri jamur endofit dari daun dan rimpang Zingiber ottensii (Noverita, Dinah Fitria, Ernawati Sinaga) ISOLASI DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI JAMUR ENDOFIT DARI DAUN DAN RIMPANG Zingiber ottensii Val. Noverita, Dinah Fitria, Ernawati Sinaga Fakultas Biologi Universitas Nasional Korespondensi: Prof. Dr. Ernawati Sinaga, MS, Apt. Fakultas Biologi Universitas Nasional, Jalan Sawo Manila, Pejaten, Pasar Minggu, Jakarta Selatan ABSTRACT Endophytic fungi is cluster of fungi lives in the plant tissues for a few time or entire of its life. This kind of fungi usually produces secondary metabolites which have significant bioactivity, such as anti cancer, anti virus, or antibacterial agents. Endophytic fungi can be isolated from many kinds of plants, especially medicinal plant such as Zingiber ottensii Val. (Ghost Bangle), which is abundant in Indonesia. The objective of this research is to isolate endophytic fungi from leaves and rhizomes of Zingiber ottensii Val. and investigate its antibacterial activity towards Escherichia coli and Staphylococcus aureus. From the experiments we could obtain 10 endophytic fungi isolates from leaves and rhizomes of Zingiber ottensii Val., and experiments showed that all of the endophitic fungi have significant antibacterial activity towards Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Keywords: antibacterial, endophytic, fungi, Zingiber ottensii ABSTRAK Jamur endofit merupakan sekelompok jamur yang sebagian atau seluruh hidupnya berada dalam jaringan tumbuhan hidup dan biasanya tidak merugikan pada inangnya. Jamur-jamur endofit umumnya memproduksi metabolit sekunder yang memiliki aktivitas biologis yang bermanfaat seperti misalnya senyawa-senyawa anti kanker, anti virus, atau antibakteri. Jamur endofit dapat ditemukan pada berbagai jenis tumbuhan, terutama pada tumbuhan obat, seperti misalnya Zingiber ottensii Val. (Bangle hantu), salah satu tumbuhan obat yang banyak terdapat di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh isolat jamur endofit dari daun dan rimpang Zingiber ottensii Val., serta menguji aktivitas antibakteri dari isolat jamur yang diperoleh terhadap pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh 10 isolat jamur endofit dari daun dan rimpang Zingiber ottensi Val. Kesepuluh isolat jamur endofit tersebut memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan kedua jenis bakteri uji, dengan kekuatan yang berbeda-beda. Kata kunci : anti-bakteri, jamur, endofit, bangle hantu, Zingiber ottensii Val. PENDAHULUAN Jamur endofit merupakan mikroorganisme yang terdapat di dalam suatu sistem jaringan tumbuhan seperti biji, daun, bunga, ranting, batang dan akar. Berbagai senyawa fungsional dapat dihasilkan oleh jamur endofit. Senyawa yang dihasilkan jamur endofit tersebut dapat berupa senyawa anti 171

2 Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 4 No. 4 Juli 2009: kanker, antivirus, antibakteri, antifungi, hormon pertumbuhan tanaman, insektisida dan lain-lain (1). Penelitian terhadap aktivitas suatu senyawa baik sebagai antibakteri maupun antijamur merupakan suatu langkah awal untuk mengetahui kegunaan senyawa tersebut. Adanya senyawa aktif antibakteri dan antifungi dibidang kesehatan merupakan informasi penting untuk penanggulangan suatu penyakit yang disebabkan oleh bakteri atau jamur (2). Selain itu, pencarian jamur endofit yang banyak terdapat pada tumbuhan dilakukan untuk menambah atau memperkaya koleksi mikroba. Selanjutnya mikroba tersebut perlu diidentifikasi untuk mengetahui sifat pertumbuhan dan jenisnya, sehingga lebih lanjut dapat dimanfaatkan di bidang kesehatan. Mengingat kebutuhan bahan baku obat yang semakin meningkat baik jumlah maupun macamnya maka potensi sumber daya alam Indonesia khususnya jamur endofit perlu digali dan dikembangkan. Berbagai jenis tanaman terutama tanaman obat, dapat digunakan sebagai sumber isolat jamur endofit. Tumbuhan yang banyak digunakan oleh masyarakat sebagai bahan baku obat-obatan tradisional antara lain dari suku Zingiberaceae. Salah satu jenis yang banyak digunakan adalah Bangle hantu (Zingiber ottensii Val.). Tumbuhan tersebut memiliki kandungan senyawa utama yang dikenal dengan minyak atsiri dan memiliki aktivitas sebagai antimikroba yang berspektrum luas. Tanaman tersebut biasanya digunakan sebagai analgetik, obat demam (antipiretik), obat batuk, antikonvulsan (obat kejang) terutama anak-anak, dan obat untuk ibu setelah melahirkan (3). Bakteri uji yang digunakan dalam penelitian ini merupakan flora normal dalam tubuh manusia, tetapi pada keadaan tertentu dapat berpotensi membahayakan dan menjadi patogen. Bakteri ujinya adalah Escherichia coli dan Staphylococcus aureus yang menyebabkan penyakit yang berkaitan dengan eksotoksin dan produksi enzim yang dihasilkan (4). Bakteri Escherichia coli merupakan bakteri Gram negatif berbentuk batang yang tidak membentuk spora dan merupakan flora normal di usus dan sebagai penyebab penyakit diare, sedangkan Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif (5). Berdasarkan latar belakang dan permasalahan di atas, maka penelitian ini dilakukan dengan tujuan : 1. Memperoleh isolat jamur endofit dari tanaman Zingiber ottensii Val. 2. Menguji aktivitas antibakteri dari isolat jamur endofit hasil isolasi terhadap pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Genetika Fakultas Biologi Universitas Nasional, Jl. Harsono RM, Ragunan, Jakarta Selatan, pada bulan Mei hingga Juli Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: oven (WTB Binder), autoklaf (Delixi), laminar air flow, rotary shaker (Model VRN-210), refrigerator, inkubator (Memmert), sentrifus (Hittech), tabung sentrifuse, timbangan digital, kompor listrik, ph universal, gelas piala, labu Erlenmeyer (Pyrex), cawan Petri (Pyrex), tabung reaksi, rak tabung, pembakar Bunsen, gelas ukur, kain saring, kertas saring, plastik pembungkus, aluminium foil, swab, pipet volumetrik, pinset, spatula, gunting, pisau, koran, plastik, core borer (pembolong gabus), vortex mixer, 172

3 Isolasi dan uji aktivitas antibakteri jamur endofit dari daun dan rimpang Zingiber ottensii (Noverita, Dinah Fitria, Ernawati Sinaga) kapas, kertas label, bulb, spidol, scalpel, ose, dan penggaris. Isolasi Jamur Endofit: Isolasi jamur endofit dilakukan dengan metode tanam langsung, yaitu setelah perendaman terakhir menggunakan etanol 70% selama 1 menit. Selanjutnya, potongan sampel dikeringkan di atas kertas saring steril selama beberapa menit. Masing masing potongan sampel kemudian diletakkan di atas media MEA (Malt Extract Agar) yang telah ditambahkan serbuk tanaman inang dengan posisi permukaan belahan menempel pada agar médium. Sampel diletakkan di atas médium dengan diberi tekanan, dan bagian potongan berada di atas medium. Inokulasi sampel dilakukan di atas cawan petri dan dilakukan duplo, tiap cawan berisi 4 potongan sampel. Selama pekerjaan dilakukan di dalam laminar air flow, dan kemudian inkubasi selama 2-14 hari hari pada suhu o C (suhu ruang). Isolat endofit yang menunjukkan sifat morfologi jamur dipindahkan ke media MEA. Pemurnian Jamur Endofit: Jamur endofit yang telah tumbuh pada media isolasi MEA, kemudian secara bertahap dimurnikan satu persatu. Masingmasing isolat murni jamur endofit yang diperoleh, kemudian dipindahkan ke dalam media dalam MEA cawan Petri. Pemurnian ini bertujuan untuk memisahkan koloni endofit dengan morfologi berbeda untuk dijadikan isolat tersendiri. Pengamatan morfologi dilakukan kembali setelah inkubasi selama 5-7 hari, dan apabila masih ditemukan pertumbuhan koloni yang berbeda secara makroskopik maka harus dipisahkan kembali sampai diperoleh isolat murni. Jamur endofit diinkubasi pada suhu kamar selama 3-5 hari sesuai dengan pertumbuhannya. Setiap isolat murni dibuat duplo pada agar miring. Masing-masing sebagai kultur stok dan kultur untuk penelitian. Fermentasi Jamur Endofit: Fermentasi jamur endofit dilakukan dengan fermentasi cair menggunakan media PDY (Potato Dextrose Yeast) (6). Koloni murni jamur endofit pada cawan petri MEA yang telah diinkubasi selama 5-7 hari, kemudian dengan menggunakan core borer diambil 3 potongan biakan jamur berukuran ± 1 x 1 cm. Potongan jamur tersebut kemudian diinokulasikan ke dalam media fermentasi cair PDY sebanyak 20 ml dalam labu Erlenmeyer ukuran 100 ml. Selanjutnya dilakukan fermentasi goyang menggunakan rotary shaker 130 rpm (kocokan/menit) pada suhu kamar selama 14 hari. Dari masing-masing kultur yang telah difermentasi dimasukkan ke dalam tabung sentrifus ukuran 15 ml yang sebelumnya telah disterilisasi terlebih dahulu, kemudian di sentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 20 menit. Supernatan diambil dan kemudian disaring menggunakan kertas saring. Supernatan ini kemudian digunakan untuk uji aktivitas antibakteri sebagai larutan uji berupa supernatan suspensi koloni endofit. Persiapan Bakteri Uji: Sebanyak satu ose koloni bakteri uji diinokulasikan dalam larutan NaCl fisiologis 0,9% sebanyak 5 ml. Kekeruhannya diseragamkan dengan menggunakan standar McFarland 0,5 (kepadatan bakteri 1,5 x 10 8 ) pada latar belakang hitam dan cahaya terang. Standar kekeruhan McFarland dibuat dengan cara 0,5 ml larutan BaCl 2 1% ditambah dengan 9,5 ml H 2 SO 4 1% Teknik inokulasi bakteri yang dilakukan dalam penelitian ini adalah menggunakan swab steril. Swab steril dicelupkan ke dalam campuran bakteri uji dengan NaCl fisiologis 0,9%, kemudian ditiriskan dengan cara ujung swab ditekan dan diputar pada dinding dalam tabung untuk membuang kelebihan cairan. Selanjutnya swab tersebut dioleskan ke permukaan agar 173

4 Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 4 No. 4 Juli 2009: sebanyak dua kali yaitu secara horizontal dan vertikal agar pertumbuhan bakteri merata. Pengujian aktivitas antibakteri: Pengujian aktivitas antibakteri dilakukan dengan metode Kirby-Bauer yang dikenal dengan sebutan metode cakram kertas (7). Tiap-tiap cakram kertas kosong sebelumnya dipanaskan dalam oven pada suhu 70 o C selama 15 menit, kemudian kertas cakram dicelupkan ke dalam larutan uji. Cakram yang telah berisi supernatan, kemudian didiamkan selama 15 menit sebelum diletakkan pada media uji. Kemudian secara aseptik, setelah kertas cakram menyerap supernatan tersebut, masing-masing diletakkan pada permukaan medium yang telah berisi mikroba uji. Jumlah cakram kertas yang diletakkan tersebut kirakira dalam satu cawan Petri berisi 6-7 buah, dan masing-masing jarak antara cakram diatur supaya tidak terlalu dekat. Sebagai kontrol positif digunakan cakram Ampisilin 10 µg dan untuk kontrol negatif digunakan cakram kosong steril. Pengujian dilakukan dengan tiga ulangan. Setelah inkubasi pada suhu 37 0 C selama jam, dilakukan pengukuran diameter zona hambat, yaitu zona bening yang terbentuk di sekitar cakram, dengan menggunakan penggaris milimeter. terdapat di bagian daun lebih mendukung keberadaan jamur endofit. Jamur endofit yang dihasilkan dari ttumbuhan inang dapat menghasilkan jenis isolat yang berbeda-beda dan jumlah bervariasi. Sesuai dengan pernyataan Wahyudi (8), isolasi jamur endofit dari bagian tanaman yang berbeda dari satu tumbuhan inang, ternyata mengandung jenis isolat yang berbeda pula. Hal ini merupakan mekanisme adaptasi dari endofit terhadap mikroekologi dan kondisi fisiologis yang spesifik dari masingmasing tumbuhan inang. Bahkan dari satu jaringan hidup suatu tumbuhan dapat diisolasi lebih dari 1 jenis jamur endofit. Selanjutnya menurut Petrini dkk. (9), bahwa kehadiran jenis endofit dihubungkan dengan kondisi mikrohabitat tanaman inang dan kecocokan genotip antara tanaman inang dan endofit, sehingga akan berpengaruh terhadap perbedaan dalam komposisi koloni endofit dan tingkat infeksi tanaman inang yang di tempati oleh jamur endofit pada lokasi yang sama. Perolehan isolat jamur endofit hasil isolasi selanjutnya dilakukan pengamatan secara makroskopis dan mikroskopis. Masing-masing isolat memiliki cirri khas morfologi yang berbeda (Gambar 1). HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat Jamur Endofit dari Zingiber ottensii (Bangle hantu) Jumlah total isolat jamur endofit yang diperoleh dari daun dan rimpang tanaman Zingiber ottensii (bangle hantu) adalah 10 isolat dengan rincian 8 isolat dari daun dan 2 isolat dari rimpang. Dilihat dari angka tersebut, ternyata jumlah isolat yang diperoleh dari bagian daun lebih banyak dibandingkan dari rimpang. Hal ini diduga karena sumber nutrisi yang 174 Gambar 1. Koloni beberapa isolat endofit dari Zingiber ottensii

5 Isolasi dan uji aktivitas antibakteri jamur endofit dari daun dan rimpang Zingiber ottensii (Noverita, Dinah Fitria, Ernawati Sinaga) Aktivitas antibakteri isolat jamur endofit Hasil pengujian daya antibakteri 10 isolat jamur endofit yang diisolasi dari tanaman Zingiber ottensii terhadap pertumbuhan koloni bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus ditampilkan pada tabel 1 berikut ini. Tabel 1. Diameter zona hambat isolat jamur endofit terhadap bakteri uji No Kode Isolat D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 R1 R2 Ampisilin Kontrol Zona hambat ratarata (mm) E.a coli S. aureus Rata-rata zona hambat yang dihasilkan masing-masing isolat endofit hasil isolasi dari tanaman Zingiber ottensii (bangle hantu) terhadap kedua bakteri uji (tabel 1) memperlihatkan hasil yang berbeda-beda. Kisaran zona hambat yang dihasilkan kesepuluh isolat endofit tersebut adalah 15 mm sampai dengan 19 mm. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram batang gambar 2. Berdasarkan gambar 2 terlihat bahwa ke sepuluh isolat jamur endofit hasil isolasi dari tanaman Zingiber ottensii (bangle hantu) memiliki daya hambat berbeda-beda terhadap kedua bakteri uji, tetapi hampir seluruhnya lebih kuat dibandingkan dengan kontrol positif. Isolat yang memiliki rata-rata zona hambat tertinggi terhadap pertumbuhan E. coli adalah isolat D4 sebesar 19 mm, sedangkan yang memiliki daya hambat tertinggi terhadap pertumbuhan S. aureus adalah isolat D1, D2 dan D3 dengan zona hambat masing-masing sebesar 19 mm. Gambar 2. Zona hambat rata-rata (mm) isolat jamur endofit terhadap kedua bakteri uji Ket: biru = E. coli dan merah = S. aureus Bila dibandingkan kemampuan menghambat pertumbuhan kedua bakteri uji antara isolat jamur endofit hasil isolasi dengan kontrol positif, yaitu cakram antibiotik ampisilin 10 ug, terlihat bahwa hampir semua isolat endofit hasil isolasi ini lebih efektif dalam menghambat kedua jenis bakteri uji dibandingkan dengan cakram antibiotik ampisilin 10 ug yang digunakan. Hal ini terbukti dari besarnya zona hambat yang dihasil oleh isolat-isolat jamur endofit ini yang melebihi kemampuan cakram ampisilin 10 ug dalam menghambat pertumbuhan kedua bakteri uji. Melihat kemampuan kesepuluh isolat endofit ini yang mampu menghambat kedua jenis bakteri uji yang mewakili bakteri Gram positif (S.aureus) dan bakteri Gram negatif (E.coli), maka dapat disimpulkan bahwa isolat-isolat jamur endofit hasil isolasi ini memiliki daya antibakteri yang signifikan dan tampaknya bersifat broad spectrum. Data ini dapat 175

6 Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 4 No. 4 Juli 2009: dijadikan sebagai acuan dalam mendapatkan senyawa antibiotik baru. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari daun dan rimpang Zingiber ottensii (bangle hantu) dapat diperoleh 10 isolat jamur endofit. 2. Kesepuluh isolat jamur endofit tersebut memiliki sifat antibakteri yang cukup kuat terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. 3. Daya antibakteri isolat jamur endofit yang dihasilkan berbeda-beda. Yang paling tinggi daya antibakterinya terhadap E. coli adalah isolat D4 yang diperoleh dari daun, dan yang paling tinggi daya antibakterinya terhadap S. aureus adalah isolat D1, D2, dan D3. Dari hasil penelitian perlu diajukan beberapa saran sebagai berikut: 1. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk identifikasi jenis dan senyawa kimia antimikroba yang terdapat di dalam isolat jamur endofit hasil isolasi dari tanaman Zingiber ottensii (bangle hantu), terutama untuk isolat yang mempunyai aktivitas antibakteri terbaik. 2. Perlu dilakukan uji antibakteri lanjutan menggunakan jenis-jenis bakteri patogen lainnya, agar dapat diperoleh data antibakteri yang memadai dari hasil fermentasi jamur endofit yang diperoleh, untuk nantinya dapat dikembangkan sebagai bahan obat antibakteri. DAFTAR PUSTAKA 1. Strobel GA. Natural products from endophytic microorganism. Journal of Natural Products 2004 ; 67: Ganjar I, Syamsurizal W, Wutari A. Mikologi Dasar dan Terapan. Yayasan Obor Indonesia, Jakarta, Sinaga E, Rahayu SE, Wahyuningsih E dan Matondang I. Katalog tumbuhan obat di Indonesia: Zingiberaceae. Universitas Nasional Press, Volk WA dan Wheeler MF. Mikrobiologi Dasar. Jilid 1, edisi 5. Erlangga. Jakarta, Budiyanto AK. Mikrobiologi Terapan. Universitas Muhammadiyah Malang, Kumala S, Mangunwardoyo W, dan Budiarti P. Fermentasi diam dan goyang isolat kapang endofit dari Brucea javanica L. Merr. dan uji aktivitas antimikroba. Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia 2005;.3(2): Lay BW. Analisis mikroba di laboratorium. Grasindo Persada, Jakarta, Wahyudi P. Mikroba endofitik: simbion dalam jaringan tanaman. Lingkungan Manajemen Ilmiah 2001; 3(2): Petrini O, Sieber TN, Toti L, dan Viret O. Ecology metabolite production and substrate utilization in endophytic fungi. Natural Toxins :