TESIS OLEH: ELYSA NIM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 TESIS UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERIHASIL HIDROLISISENZIMATIS MINYAK KELAPA MURNI TERHADAPSALMONELLA TYPHI DAN SALMONELLA TYPHIMURIUM SECARA IN-VITRO DAN IN-VIVO OLEH: ELYSA NIM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

2 UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERIHASIL HIDROLISISENZIMATIS MINYAK KELAPA MURNI TERHADAPSALMONELLA TYPHI DAN SALMONELLA TYPHIMURIUM SECARA IN-VITRO DAN IN-VIVO TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Farmasi pada Fakultas Farmasi OLEH: ELYSA NIM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015 i

3 PERSETUJUAN TESIS UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERIHASIL HIDROLISIS ENZIMATIS MINYAK KELAPA MURNI TERHADAPSALMONELLA TYPHI DAN SALMONELLA TYPHIMURIUM SECARA IN-VITRO DAN IN-VIVO Oleh: ELYSA NIM Medan,April2014 Menyetujui: Komisi Pembimbing, Komisi Penguji, Prof. Dr. Urip Harahap, Apt. NIP Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt. NIP Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt. NIP Dr. It Jamilah, M.Sc. NIP Prof. Dr. Urip Harahap, Apt. NIP Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt. NIP Mengetahui: Ketua Program Studi, Disahkan Oleh: Dekan, Prof. Dr. Karsono, Apt. Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt. NIP NIP ii

4 PENGESAHAN TESIS Nama Mahasiswa : Elysa Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Magister Farmasi Judul Tesis : Uji Aktivitas Antibakteri Hasil Hidrolisis Enzimatis Minyak Kelapa Murni Terhadap Salmonella typhi dan Salmonella typhimurium Secara In-vitro dan In-vivo Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Rabu tanggal dua belas Februari tahun dua ribu empat belas. Mengesahkan: Komisi Penguji Tesis Ketua Komisi Penguji Tesis Sekretaris Komisi Penguji Tesis Anggota Komisi Penguji Tesis : Prof. Dr. Urip Harahap, Apt. : Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt. : Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt. Dr. It Jamilah, M.Sc. iii

5 SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama Mahasiswa : Elysa No. Induk Mahasiswa : Program Studi : Magister Farmasi Judul Tesis : Uji Aktivitas Antibakteri Hasil Hidrolisis Enzimatis Minyak Kelapa Murni Terhadap Salmonella typhi dan Salmonella typhimurium Secara In-vitro dan In-vivo Dengan ini menyatakan bahwa tesis yang saya buat adalah hasil karya saya sendiri, bukan plagiat, dan apabila dikemudian hari diketahui tesis saya ini plagiat karena kesalahan saya sendiri, maka saya bersedia menerima sanksi yang diberikan oleh Program Studi Magister Farmasi. Saya tidak akan menuntut pihak manapun atas perbuatan saya tersebut. Demikianlah surat pernyataan ini saya perbuat dengan sebenarnya dalam keadaan sehat. Medan, Februari 2014 Yang membuat pernyataan, Elysa NIM iv

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah melimpahkan rahmat dan anugerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesisyang berjudul Uji Aktivitas Antibakteri Hasil Hidrolisis Enzimatis Minyak Kelapa Murni Terhadap Salmonella typhi dan Salmonella typhimurium Secara In-vitro dan In-vivo.Tesis ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Farmasi pada Fakultas Farmasi. Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati dan hormat, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi yang telah memberikan bantuan dan fasilitas selama masa pendidikan.bapak Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.,dan Bapak Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt.,selaku pembimbing yang telah memberikan waktu, bimbingan, dan nasehat kepada penulis dengan penuh kesabaran, tulus dan ikhlas selama penelitian hingga selesainya penulisan tesis ini.bapak Prof. Dr. Karsono, Apt., dan Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt., selaku Ketua dan Sekretaris Program StudiMagister Farmasi yang telah memberikan bimbingan kepada penulis selama masa perkuliahan.ibu Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt., dan Ibu Dr. It Jamilah selaku dosen pembanding yang telah memberikan saran dan kritikan kepada penulis hingga selesainya penulisan tesis ini.ibu Dra. Suwarti Aris, M.Si., Apt., selaku Kepala Laboratorium Farmakognosi, Ibu Dra. Erly Sitompul, M.Si., Apt., selaku Kepala Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Farmasi, Ibu v

7 Marianne, S.Si., M.Si., Apt., selaku Kepala Laboratorium Farmakologi Fakultas Farmasi, Bapak I. Gde Nyoman Swandi Ketua Balai Pengawas Obat dan Makanan Medan, dan Bapak Dr. H.T. Ibnu Alferaly Sp. PA Ketua Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan fasilitas dan bantuan selama penelitian. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tulus tiada terhingga kepada Ayahku Ang Kim Seng dan Ibuku Erlin Kemi, serta Adikku dr.belliana dan Suhendro Anggara atas doa, dorongan, dan semangat baik moril maupun materil kepada penulis selama masa perkuliahan hingga selesainya penyusunan tesis ini.sahabat dan teman seperjuangan mahasiswafakultas Farmasi khususnya kak Floriana dan PT. Halim Sakti Pratama yang telah membantu dalam penulisan tesis ini.serta kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah memberi doa, dukungan, dan motivasi. Kiranya Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang berlipat ganda atas kebaikan dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis. Akhir kata, penulis mengharapkan kritikan dan saran yang membangun demi penyempurnaan tesis ini. Harapan saya semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan kefarmasian. Medan, Februari 2014 Penulis, Elysa NIM vi

8 ARTIKEL YANG DIPUBLIKASI DARI TESIS INI Elysa, Silalahi, J., and Harahap, U. (2014). Antibacterial activity of Enzymatic Hydrolysis of Virgin Coconut Oil AgainSalmonella. International Journal of PharmTech Research. 6(2): vii

9 UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI HASIL HIDROLISIS ENZIMATIS MINYAK KELAPA MURNI TERHADAP SALMONELLA TYPHI DAN SALMONELLA TYPHIMURIUM SECARA IN-VITRO DAN IN-VIVO Abstrak Salmonellosis merupakan salah satu penyakit zoonosis yang disebabkan oleh bakteri patogen Salmonella melalui kontaminasi silang makanan (foodborne disease). Pengobatan Salmonellosis menggunakan antibiotik selain mengoreksi dehidrasi dan gangguan elektrolit.minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) mempunyai potensi medis seperti sifat antibakteri, antivirus, dan antijamur dari kandungan asam lemak rantai sedang (Medium Chain Fatty Acid, MCFA), khususnya asam laurat (C12:0) atau dalam bentuk monogliserida (monolaurin atau ML) yang terdapat didalamnya. Tujuan penelitian ini adalah untukmenguji aktivitas antibakteri hasil hidrolisis enzimatis VCO (VCOH) yang menghasilkan kombinasiasam laurat dan monolaurin terhadap Salmonella secara in-vitro dan invivo yang diharapkan memberikan efek sinergis. Sampel VCO yang digunakan adalahpalem Mustika VCO-Virgin Coconut Oilyang diproduksi oleh Siti Nurbaya, Sumatera Barat. VCO dihidrolisis dengan enzim lipase (LIPOZYME TL IM) selama 18 jam dengan interval waktu pengamatan nilai bilangan asam setiap 2 jam. VCOH yang mempunyai nilai bilangan asam yang optimal, selanjutnya diuji aktivitas antibakterinya terhadap Salmonella secara in-vitrodilakukan dengan metode difusi agar menggunakan pencadang kertas (6 mm, Oxoid) dengan mengamati zona hambat. Zona hambat yang paling baik, selanjutnya digunakan untuk pengujian aktivitas antibakteri VCOH terhadap Salmonella secara in-vivo pada mencit galur mus musculus yang diinfeksikan dengan S. typhimurium, diamati tanda-tanda klinis dan dihitung jumlah koloni dalam feses mencit serta perubahan histopatologi jaringan hati dan limpa.aktivitas antibakteri bahan uji dibandingkan dengan kontrol positif, negatif dan pembanding kloramfenikol. Hasil pengujian dianalisis statistik dengan analisis variansi (ANAVA; α0,05) dan dilanjutkan dengan uji Post HocDuncan untuk melihat perbedaan nilai rata-rata signifikan antar kelompok perlakuan. Nilai bilangan asam yang konstan diperoleh pada masa inkubasi setelah 14 jam. Hasil hidrolisis enzimatis VCO menunjukkan bahwa waktu hidrolisis optimal adalah 14 jam. Hasil pengujian aktivitas antibakteri VCOH terhadap S. typhi (ATCC 00786) dan S. typhimurium (ATCC 14028) secara in-vitro menunjukkan adanya daya hambat dengan peningkatan konsentrasi. Konsentrasi 1000 μl/ml menunjukkan daya hambat paling baik 13,900±0,3033 mm terhadap S. typhi dan 14,333±0,6623 mm terhadap S. typhimurium. Secara in-vivo, mencit sebelumnya diinfeksi S.typhimurium kemudiandiberi bahan uji.mencit yang dipajankan dengan bahan uji menunjukkan penurunan jumlah koloni bakteri dalam feses mencit. Tanda klinis dan kerusakan histologis jarang dijumpai pada mencit yang diberi bahan uji, sedangkankelompok yang tidak diobati dan kelompok pembanding menunjukkan adanya tanda-tanda klinis diare, berat badan menurun dan kerusakan histopatologis pada hati dan limpa. Dapat disimpulkan bahwa hasil hidrolisis enzimatis VCO memiliki potensi sebagai anti-salmonella. Kata kunci: antibakteri, minyak kelapa murni (VCO), enzimatis,salmonella viii

10 IN-VITRO AND IN-VIVO ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF ENZYMATIC HYDROLYSIS OF VIRGIN COCONUT OILAGAINST SALMONELLA TYPHI AND SALMONELLA TYPHIMURIUM Abstract Salmonellosis is a zoonotic disease caused by pathogenic bacteria Salmonellawhich the route of infection is usually through cross-contamination of food (foodborne disease). Treatment of Salmonellosis commonly used antibiotics in addition to correcting dehydration and electrolyte disturbances. Virgin Coconut Oil (VCO) has the medical potential such as antibacterial, antiviral, and antifungal activity of its medium chain fatty acids (MCFAs), particularly lauric acid (C12: 0) in its monoglycerides form (monolaurin or ML). The aim of this study was to examine the in-vitro and in-vivo antibacterial activity of the enzymatic hydrolysis of VCO (VCOH)which generates a combination of lauric acid and monolaurin against Salmonellawhich are expected to provide a synergistic effect. The sample of VCOthatin this study waspalem Mustika VCO-Virgin Coconut Oil, produced by Siti Nurbaya, West Sumatra. VCO was hydrolyzed by enzyme lipase (Lipozyme TL IM) for 18 hours with interval observation time of free fatty acids value every 2 hours.vcoh which has the optimum free fatty acid value, then investigated the in-vitro antibacterial activity of VCOH against Salmonellaby diffusion agar method using the paper discs (6 mm, Oxoid)by observing the zone of inhibition.the best inhibitory zone, then used for investigated in-vivo antibacterial activity of VCOHagainst Salmonella was examined in a S. typhimurium infection mice mus musculus model, clinical signs were observed and counted the number of colonies S. typhimurium from feces and histopathological changes in liver and spleen tissue.antibacterial activity of VCOHwas compared with the positive control, negative control and comparison of chloramphenicol. Data were analyzed statistically with analysis of variance (ANOVA; α 0,05), followed by Duncan's Post Hoc test to see the difference in the average value significantly between treatment groups. The fatty acids value was obtained constant after incubation for 14 hours. The result of enzymatic hydrolysis VCO show that the optimum hydrolysis time was 14 hours. The in-vitroantibacterial activity of VCOHagainst S.typhi (ATCC 00786) ands.typhimurium (ATCC 14028) was found to have inhibition with increased concentration. The concentration of1000μl/ml showed the best inhibition of the ± mm to S.typhi and ± mm to S.typhimurium. In in-vivo, mice were initially infected with S. typhimurium and then withvcoh. The feces of miceshowed a decrease in the number of colonies S. typhimurium in the feces. Clinical signs and histological damage were rarely observed in treated mice, whereas the untreated group and the comparison group showed clinical signs of diarrhea, weight loss and histological damage in the liver and spleen. It can be concluded that the results of this study indicate that the enzymatic hydrolysis of VCO has potential as an anti-salmonella. Key word: antibacterial, Virgin Coconut Oil (VCO), enzymatic,salmonella ix

11 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... PERSETUJUAN TESIS... PENGESAHAN TESIS... SURAT PERNYATAAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i ii iii iv v viii ix x xiv xv xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Hipotesis Penelitian Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Kerangka Pikir Penelitian... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Salmonella Epidemiologi Patogenesis Infeksi Salmonella x

12 2.1.3 Etiologi Diagnosis Manifestasi Klinis Pemeriksaan Laboratorium Penatalaksanaan Demam Tifoid Komplikasi Prognosis Pencegahan Trigliserida dan Asam lemak Hidrolisis Trigliserida Penentuan Bilangan Asam Minyak kelapa murni Aktivitas Antibakteri Minyak Kelapa Murni Kemampuan Antibakteri Asam Laurat dan Monolaurin Penentuan Aktivitas Antibakteri Minyak Kelapa Murni Histopatologi Anatomi dan Histologi Hati Anatomi dan Histologi Limpa BAB III METODE PENELITIAN Desain Penelitian Tempat dan Waktu Penelitian Alat-Alat Bahan Prosedur Kerja xi

13 3.5.1 Hidrolisis Minyak Kelapa Murni secara Enzimatik Penentuan Bilangan Asam Penentuan Aktivitas Antibakteri secara In-Vitro Sterilisasi Pemeliharaan Bakteri Pembuatan Media Pembuatan Agar Miring Peremajaan Bakteri Pembuatan Inokulum Pembuatan Larutan Uji Pembuatan Larutan PembandingKloramfenikol Pengujian Aktivitas Antibakteri secarain-vitro Penentuan Aktivitas Antibakteri secara in-vivo Penyiapan Hewan Percobaan Pengujian Aktivitas Antibakteri secarain-vivo menggunakan Mencit Penyiapan Organ Histopatologi Analisis Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Masa Inkubasi Hidrolisis Enzimatis Minyak Kelapa Murni Aktivitas Antibakteri darihasil Hidrolisis EnzimatisMinyak Kelapa Murni terhadap Salmonellasecara in-vitro Aktivitas Antibakteri dari Hasil Hidrolisis EnzimatisMinyak Kelapa Murni terhadap Salmonellasecara in-vivo Perubahan pada Organ Histopatologi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN xii

14 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Bagan alur penelitian Lampiran 2 Bahan dan alat yang digunakan Lampiran 3 Ethical Clearance Lampiran 4 Prosedur kerja histopatologis jaringan Lampiran 5 Data hasil perhitungan pembakuan NaOH Lampiran 6 Data hasil orientasi perhitungan bilangan asam Lampiran 7 Data perhitungan bilangan asam Lampiran 8 Analisis statistik bilangan asam dari VCO dan hasil hidrolisis enzimatis VCO Lampiran 9 Data hasil pengujian aktivitas antibakteri secara in-vitro Lampiran 10 Analisis statistic zona hambat VCO, hasil hidrolisis enzimatis VCOKloramfenikol danetanol terhadap bakterisalmonella typhidansalmonella typhimurium Lampiran 11 Hewan percobaan Lampiran 12 Volume maksimum larutan sediaan uji yang dapat Diberikan pada hewan uji Lampiran 13 Data berat badan mencit harian Lampiran 14 Konsistensi feses Lampiran 15 Data jumlah koloni bakteri (CFU g -1 )dalam feses mencit tiap kelompok Lampiran 16 Data mentah jumlah koloni bakteri dalam feses mencit Lampiran 17 Jumlah koloni bakteri dalam feses mencit pada cawan petri secara in-vivo Lampiran 18 Sertifikat pengujian kloramfenikol BPFI Lampiran 19 Orientasi dosis kloramfenikol untuk mencit Lampiran 20 Jurnal Publikasi International Journal PharmTech Research 146 xiv

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Standar interpretasi diameter zona hambatan antibiotika Tabel 2.2 Klasifikasi enzim lipase berdasarkan spesifikasinya Tabel 2.3 Standar mutu minyak kelapa murni Tabel 2.4 Mikroorganisme yang dihambat oleh asam laurat Tabel 2.5 Hasil penelitianmengenai sifat antimicrobial asam laurat, monolaurin dan minyak kelapa murni Tabel 4.1 Masa inkubasi hidrolisis enzimatis VCO Tabel 4.2 Daya hambatvco, hasil hidrolisis Enzimatis VCO, Kloramfenikol, dan etanolterhadap Salmonella typhi dan Salmonella typhimurium Tabel 4.3 Data berat badan rata-rata mencit harian Tabel 4.4 Data konsistensi feses harian xv

17 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Kerangka Pikir Penelitian... 8 Gambar 2.1 Struktur dinding sel bakteri Bakteri Gram-negatif dan Bakteri Gram-positif Gambar 2.2 Struktur Kimia Lemak (Triasilgliserol) Gambar 2.3 Persamaan Reaksi Hidrolisis Gambar 2.4 Rumus Struktur Asam Laurat dan Monolaurin Gambar 2.5 Gambaran histologi hati mencit normal Gambar 2.6 Gambaran histologi hati mencit yang diberi perlakuan Gambar 2.7 Gambaran Histologi Limpa Gambar 3.1 Ilustrasi percobaan Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Grafik hubungan masa inkubasi dengan bilangan asam hasil hidrolisis enzimatis VCO Hasil uji antibakteri dari hasil hidrolisis enzimatis VCO terhadap Salmonella typhimurium secara in-vitro Hasil uji antibakteri dari hasil hidrolisis enzimatis VCO terhadap Salmonella typhi secara in-vitro Gambar 4.4 Mencit Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Grafik hubunganjumlahkoloni S.typhimuriumdalam feses per hari Gambaran histopatologihati normal mencitkelompok kontrol (KN) Gambaranhistopatologi hati mencitkelompok Salmonella typhimurium Infected (SI ) Gambaranhistopatologi hati mencitkelompok Salmonella typhimurium Infected diberi antibiotik Kloramfenikol (SI-Klor) xvi

18 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambaranhistopatologi hati mencit pada kelompok Salmonella typhimurium Infecteddiberi minyak kelapa murni (SI-VCO) Gambaran histopatologi hatimencitpada kelompok Salmonella typhimuriuminfected diberi hasil hidrolisis enzimatis minyak kelapa murni (SI-VCOH) Gambaran histopatologi limpa normal mencit kelompok kontrol (KN) Gambaranhistopatologi limpamencitkelompok Salmonella typhimurium Infected (SI) Gambaranhistopatologi limpamencitkelompok Salmonella typhimurium Infected diberi antibiotik Kloramfenikol (SI-Klor) Gambaran histopatologilimpamencit pada kelompok Salmonella typhimuriuminfected diberi minyak kelapa murni (SI-VCO) Gambaran histopatologilimpamencit pada kelompok Salmonella typhimuriuminfecteddiberi hasil hidrolisis enzimatis minyak kelapa murni (SI-VCOH) xvii