BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tumbuhan Legundi (Vitex trifolia L) Berdasarkan taksonomi tanaman, daun legundi termasuk dalam : Kerajaan : Plantae Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledonae Bangsa : Lamiales Suku : Verbenaceae Marga : Vitex Jenis : Vitex trifolia L. Nama Daerah : Gendarasi (palembang), Lagundi, Lilegundi (Minangkabau), Lagondi (sunda), Legundi (jawa), Galumi (sumbawa), Sangari (bima), Lenra (makasar), Lawarani (bugis), Ai tuban (ambon) Nama Asing : Man Jing ( Cina), simpleleaf shrub chastetree (inggris) (Heyne, 1981). Legundi tumbuh pada tempat-tempat yang tandus, panas dan berpasir. Ditemukan tumbuh liar dihutan jati, hutan sekunder, semak belukar, atau dipelihara sebagai tanaman pagar. Gambar 2.1. Tanaman Legundi Legundi merupakan tumbuhan anggota Verbenaceae. Perdu, tumbuh tegak, tinggi 1-4 m, batang berambut halus. Daun majemuk menjari beranak daun tiga, bertangkai, helaian anak daun berbentuk bulat telur sungsang, ujung dan

2 pangkal runcing, tepi rata, pertulangan menyirip, permukaan atas berwarna hijau, permukaan bawah berambut rapat warna putih, panjang 4-9,5 cm, lebar 1,75-3,75 cm. Bunga majemuk berkumpul dalam tandan, berwarna ungu muda, keluar dari ujung tangkai. Buahnya berbentuk bulat. Daun berbau aromatik khas dan dapat digunakan untuk menghalau serangga atau kutu lemari (Dalimartha, 2000). Beberapa senyawa kimia yang terkandung dalam legundi diantaranya camphene, L-α-pinene, silexicarpin, casticin, terpenyl acetate, luteolin-7- glucoside flavopurposid, vitrisin, dihidroksi asam benzoate dan vitamin A. Efek farmakologis legundi diantaranya sebagai obat influenza, demam, migren, sakit kepala, sakit gigi, sakit perut, mata merah, diare, rematik, beri-beri, batuk, luka terpukul, luka berdarah, muntah darah, eksim, haid tidak teratur, dan pembunuh serangga (Hariana, A. 2009). Daun legundi berkhasiat sebagai analgesik, antipiretik, obat luka, peluruh kencing, peluruh kentut, pereda kejang, germicide (pembunuh kuman), batuk kering, batuk rejan, beri-beri, sakit tenggorokan, muntah darah, obat cacing, demam nifas, sakit kepala, TBC, turun peranakan, tipus dan peluruh keringat. Pada pemakaian luar digunakan untuk mengatasi eksim dan kurap (Sudarsono dkk, 2002). Daun legundi dikonsumsi untuk meningkatkan daya ingat, mengurangi rasa sakit, menghilangkan rasa tidak enak dimulut dan menyembuhkan demam (Kirtikar and Basu, 1991). Ekstrak daun legundi bermanfaat sebagai antikanker (Ghani, 1998). Bunga dari legundi dengan campuran madu dapat mengatasi demam yang disertai muntah (Batthacharjee and De 2005) Minyak Atsiri Minyak atsiri (volatile oils atau essential oils) didefinisikan sebagai campuran kompleks dan merupakan senyawa yang menguap bersama uap air. Diekskresikan oleh rambut kelenjar atau terdeposit dalam sel tanaman organelles, idioblast (sel minyak, sel khusus). Sifat fisik terpenting minyak atsiri adalah sangat mudah menguap pada suhu kamar dan karena itu digunakan luas dalam industri parfum (Agoes, 2007).

3 Ditinjau dari sumber alami minyak atsiri, substansi mudah menguap ini dapat dijadikan sebagai sidik jari atau ciri khas dari suatu jenis tumbuhan karena setiap tumbuhan menghasilkan minyak atsiri dengan aroma yang berbeda. Dengan kata lain, setiap jenis tumbuhan menghasilkan minyak atsiri dengan aroma yang spesifik. Memang ada beberapa jenis minyak atsiri yang memiliki aroma yang mirip, tetapi tidak persis sama, dan sangat bergantung pada komponen kimia penyusun minyak tersebut. Minyak atsiri, minyak mudah menguap, atau minyak terbang, merupakan campuran dari senyawa yang berwujud cairan atau padatan yang memiliki komposisi maupun titik didih yang beragam. Minyak atsiri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu : 1. Minyak atsiri yang dengan mudah dapat dipisahkan menjadi komponenkomponen atau penyusun murninya. Komponen-komponen ini dapat menjadi bahan dasar untuk diproses menjadi produk-produk lain, contoh : minyak sereh, minyak daun cengkeh, minyak permai, dan minyak terpentin. 2. Minyak atsiri yang sukar dipisahkan menjadi komponen murninya. Contohnya : minyak akar wangi, minyak nilam, dan minyak kenanga. Biasanya minyak atsiri tersebut langsung dapat digunakan tanpa diisolasi komponen-komponennya sebagai pewangi berbagai produk (Sastrohamidjojo, 2004). Kegunaan minyak atsiri sangat luas dan spesifik, khususnya dalam berbagai bidang industri. Banyak contoh kegunaan minyak atsiri, antara lain dalam industri kosmetik (sabun, pasta gigi, sampo, losion) dalam industri makanan digunakan sebagai bahan penyedap atau penambah cita rasa, dalam industri parfum sebagai pewangi dalam berbagai produk minyak wangi dalam industri farmasi atau obat-obatan (antinyeri, antiinfeksi, pembunuh bakteri) dalam industri bahan pengawet bahkan digunakan pula sebagai insektisida (Lutony, 2000).

4 Komposisi Kimia Minyak Atsiri Pada umumnya perbedaan komposisi minyak atsiri disebabkan perbedaan jenis tanaman penghasil, kondisi iklim, tanah tempat tumbuh, umur panenan, metode ekstraksi yang digunakan dan cara penyimpanan minyak. Minyak atsiri biasanya terdiri dari berbagai campuran persenyawaan kimia yang terbentuk dari unsur karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Pada umumnya komponen kimia minyak atsiri dibagai menjadi dua golongan, yaitu: 1. Hidrokarbon yang terutama terdiri dari persenyawaan terpen Persenyawaan yang termasuk golongan ini terbentuk dari unsur Karbon (C), dan Hidrogen (H). Jenis Hidrokarbon yang terdapat dalam minyak atsiri sebagian besar terdiri dari monoterpen (2 unit isopren), sesquiterpen (3 unit isopren), diterpen (4 unit isopren), dan politerpen. 2. Hidrokarbon teroksigenasi Komponen kimia dari golongan ini terbentuk dari unsur Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Persenyawaan yang termasuk dalam golongan ini adalah persenyawaan alkohol, aldehid, ester, fenol. Ikatan Karbon yang terdapat dalam molekulnya dapat terdiri dari ikatan tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terpen mengandung ikatan tunggal dan ikatan rangkap dua. Senyawa terpen memiliki aroma kurang wangi, sukar larut dalam alkohol encer dan jika disimpan dalam waktu lama akan membentuk resin. Golongan hidrokarbon teroksigenasi merupakan senyawa yang penting dalam minyak atsiri karena umumnya aroma yang lebih wangi. Fraksi terpen perlu dipisahkan untuk tujuan tertentu, misalnya untuk pembuatan parfum, sehingga didapatkan minyak atsiri yang bebas terpen (Ketaren, 1985). Pada minyak atsiri yang bagian utamanya terpenoid, biasanya terpenoid itu terdapat pada fraksi minyak atsiri yang tersuling uap. Zat inilah penyebab wangi, harum atau bau yang khas pada banyak tumbuhan. Senyawa tersebut penting sebagai dasar wewangian alam dan juga untuk rempah-rempah serta sebagai senyawa cita rasa dalam industri makanan (Harborne, 1987).

5 Biosintesa Pembentukan Minyak Atsiri Minyak atsiri pada umumnya mengandung persenyawaan terpena dalam jumlah yang besar, dimana terpena merupakan persenyawaan hidrokarbon tidak jenuh dan unit terkecil dalam molekulnya disebut dengan isoprene (C5H8) (Agusta,2000). Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesis terpenoid yaitu asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A melalui kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan koenzim A melakukan kondensasi sejenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalonat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP (Isopentenil Pirofosfat) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP (Dimetilalil Pirofosfat) oleh enzim isomerase, IPP sebagai unit isoprene aktif bergabung secara kepala ke ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isoprene untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan electron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan electron diikuti oleh penyingkiran ion pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen. Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP menghasilkan Farnesil Pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara satu unit IPP dan FPP dengan mekanisme yang sama. Sintesa terpenoid sangat sederhana sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organic sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu per satu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya adalah hidrolisa, siklisasi, oksidasi,

6 reduksi, dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya. Berikut ini adalah gambar biosintesa terpenoid dapat dilihat pada gambar dibawah ini : O O O O O CH 3 -C-SCoA CH 3 -C-SCoA Asetil koenzim A OH O OH CH 3 -C-SCoA CH 3 -C-CH 2 -C-SCoA Asetoasetil koenzim A O O CH 3 -C-CH 2 -C-SCoA H CH 3 -C-CH 2 -C-OH ATP ADP CH 3 -C-CH 2 -C CH 2 -C-SCoA CH 2 CH 2 -OH CH 2 CH 2 - O O Asam mevalonat CO 2 CH 3 -C=CHCH 2 - CH 3 C CH CH 2 CH 3 CH 2 H dimetilalil pirofosfat (DMAPP) Isopentenil pirofosfat (IPP) DMAPP + H IPP geranil pirofosfat Monoterpen H farnesil pirofosfat Seskuiterpen 2 X Triterpen H Geranil-geranil pirofosfat Diterpen 2 X Tetraterpen Gambar 2.2. Reaksi Biosintesa Terpenoid (Achmad, 1986)

7 Untuk menjelaskan hal diatas dapat diambil beberapa contoh monoterpen. Dari segi biogenetik, perubahan geraniol, nerol, dan linalool dari satu menjadi yang lain berlangsung sebagai akibat reaksi isomerasi. Ketiga alkohol ini, yang berasal dari hidrolisa geranil pirofosfat (GPP) dapat menjalai reaksi-reaksi sekunder berikut, misalnya dehidrasi menghasilkan mirsena, oksidasi menjadi sitral dan oksidasi reduksi menghasilkan sitronelal. Berikut ini contoh perubahan senyawa monoterpen dapat dilihat pada gambar 2.3. CH 2 OH OH H 2 O Geraniol (trans) H, O Mirsen CHO Linalool O Sitronelal CH 2 OH CHO Nerol (cis) Sitral Gambar 2.3. Perubahan senyawa monoterpen (Achmad, 1986) Senyawa-senyawa seskuiterpen diturunkan dari cis-farnesil pirofosfat dan trans-farnesil pirofosfat melalui reaksi siklisasi dan reaksi sekunder lainnya. Kedua isomer farnesil pirofosfat ini dihasilkan in vivo melalui mekanisme yang sama seperti isomerisasi antara geraniol dan nerol. Perubahan farnesil pirofosfat menjadi seskuiterpen dapat dilihat pada gambar 2.4.

8 OH Farnesol CH 2 H + Humulena Trans-Farnesil pirofosfat H 2 C H + Cis-Farnesil pirofosfat Bisabolen Gambar 2.4. Reaksi biogenetik beberapa seskuiterpen (Achmad, 1986) Isolasi Minyak Atsiri dengan Destilasi Destilasi dapat didefenisikan sebagai cara penguapan dari suatu zat dengan perantara uap air dan proses pengembunan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Destilasi merupakan metode yang paling berfungsi untuk memisahkan dua zat yang berbeda, tetapi tergantung beberapa faktor, termasuk juga perbedaan tekanan uap air (berkaitan dengan perbedaan titik didihnya) dari komponen-komponen tersebut (Pasto, 1992). Beberapa jenis bahan tanaman sumber minyak atsiri perlu dirajang terlebih dahulu sebelum disuling. Hal ini untuk memudahkan proses penguapan minyak yang terdapat di dalamnya karena perajangan ini menyebabkan kelenjar minyak

9 dapat terbuka selebar mungkin. Tujuan lainnya yaitu agar rendemen minyak menjadi lebih tinggi dan waktu penyulingan lebih singkat (Lutony, 2000). Minyak atsiri, minyak mudah menguap, atau minyak terbang merupakan campuran dari senyawa yang berwujud cairan atau padatan yang memiliki komposisi maupun titik didih yang beragam. Penyulingan dapat didefenisikan sebagai proses pemisahan komponen-komponen suatu campuran yang terdiri atas dua cairan atau lebih berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponen senyawa tersebut. Proses penyulingan sangat penting diketahui oleh para penghasil minyak atsiri. Penyulingan suatu campuran yang berwujud cairan yang tidak saling bercampur, hingga membentuk dua fase atau dua lapisan. Keadaan ini terjadi pada pemisahan minyak atsiri dengan uap air. Penyulingan dengan uap air sering disebut hidrodestilasi. Pengertian umum ini memberikan gambaran bahwa penyulingan dapat dilakukan dengan cara mendidihkan bahan tanaman atau minyak atsiri dengan air (Sastrohamidjojo, 2004) Analisis Komponen Kimia Minyak Atsiri dengan GC-MS Sedikit sekali jenis minyak atsiri yang memiliki komponen tunggal dengan porsi yang sangat besar, kebanyakan mengandung campuran senyawa dengan berbagai tipe. Karena itu analisis dan karakterisasi komponen minyak atsiri merupakan masalah yang cukup rumit, ditambah dengan sifatnya yang mudah menguap pada suhu kamar. Jadi, untuk menganalisis minyak atsiri perlu diseleksi metode yang akan diterapkan. Kendala yang lazim dihadapi pada saat menganalisis komponen penyusun minyak atsiri adalah hilangnya sebagian komponen selama proses preparatif dan selama berlangsungnya proses analisis. Sejak ditemukannya kromatografi gas (GC), kendala dalam analisis komponen minyak atsiri ini mulai dapat diatasi walaupun terbatas hanya pada analisis kualitatif dan penentuan kuantitatif. Pada penggunaan GC efek penguapan dapat dihindari bahkan dihilangkan sama sekali. Perkembangan teknologi instrumentasi yang sangat pesat akhirnya dapat melahirkan suatu alat yang merupakan gabungan dua system dengan prinsip dasar yang berbeda satu sama lain tetapi dapat saling menguntungkan atau saling

10 melengkapi, yaitu gabungan antara kromatografi gas dan spektrometri massa (GC- MS). Kromatografi gas berfungsi sebagai alat pemisah berbagai komponen campuran dalam sampel, sedangkan spektrometer massa berfungsi untuk mendeteksi masing-masing molekul komponen yang telah dipisahkan pada sistem kromatografi gas (Agusta,2000) Kromatografi Gas Kromatografi gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponenkomponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan yang diam. Kromatografi gas digunakan untuk analisa kualitatif dan kuantitatif terhadap cuplikan yang komponennya dapat menguap. Keuntungan utama kromatografi gas adalah waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggi. Waktu yang dibutuhkan oleh molekul komponen untuk melintasi suatu kolom yang panjangnya L disebut dengan waktu retensi (Yazid, 2005). Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya (Khopkar, 2003) Gas Pembawa Gas Pembawa : gas pembawa yang paling sering digunakan adalah helium (He), argon (Ar), nitrogen (N 2 ), hidrogen (H 2 ), dan karbon dioksida (CO 2 ). Keuntungannya adalah karena semua gas ini tidak reaktif dan dapat dibeli dalam keadaan murni dan kering yang dikemas dalam tangki bertekanan tinggi. Gas pembawa harus memuhi syarat antara lain harus inert, murni dan mudah diperoleh (Agusta, 2000) Sistem Injeksi Lubang injeksi didesain untuk memasukkan sampel secara cepat dan efesien. Pada dasarnya, ada 4 jenis injector pada kromatografi gas, yaitu :

11 a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel yang diinjeksikan akan diuapkan dalam injector yang panas dan 100% masuk menju kolom. b. Injeksi terpecah (split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injector yang panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan. c. Injeksi tanpa pemecahan (splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injector yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup; dan d. Injeksi langsung ke kolom (on colum injection), yang mana ujung semprit dimasukkan langsung ke dalam kolom. Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawasenyawa yang mudah menguap, karena kalau penyuntikkannya melalui lubang suntik, dikawatirkan akan terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi (Rohman, 2009) Kolom Kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Oleh karena itu, kolom merupakan komponen sentral pada kromatografi gas (Rohman, 2009). Keberhasilan suatu proses pemisahan terutama ditentukan oleh pemilihan kolom. Kolom dapat terbuat dari tembaga, baja tahan karet, aluminium, atau gelas. Kolom dapat berbentuk lurus, melengkung, atau gulungan spiral sehingga lebih menghemat ruang (Agusta, 2000) Fase Diam Fase diam disapukan pada permukaan dalam medium, seperti tanah diatome dalam kolom atau dilapiskan pada dinding kapiler. Berdasarkan bentuk fisiknya, fase diam yang umum digunakan pada kolom adalah fase diam padat dan fase diam cair. Berdasarkan sifatnya fase diam dibedakan berdasarkan kepolarannya, yaitu nonpolar, sedikit polar, setengah polar (semi polar), dan sangat polar. Berdasarkan sifat minyak atsiri yang non polar sampai sedikit polar, untuk keperluan analisis sebaiknya digunakan kolom dalam fase diam yang bersifat sedikit polar. Jika dalam analisis minyak atsiri digunakan kolom yang lebih polar, sejumlah puncak yang dihasilkan menjadi lebar (lebih tajam) dan sebagai puncak

12 tersebut juga membentuk ekor. Begitu juga dengan garis dasarnya tidak rata dan terlihat bergelombang. Bahkan kemungkinan besar komponen yang bersifat nonpolar tidak akan terdeteksi sama sekali (Agusta, 2000) Suhu Suhu merupakan salah satu faktor utama yang menentukan hasil analisis kromatografi gas dan spektrometri massa. Umumnya yang sangat menentukan adalah pengaturan suhu injektor dan kolom. Kondisi analisis yang cocok sangat bergantung pada komponen minyak atsiri yang akan dianalisis (Agusta, 2000) Detektor Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak (Rohman, 2009) Spektrometri masaa Spektrometri massa adalah suatu metode analisis instrumental yang dipakai untuk identifikasi dan penentuan struktur dari komponen sampel dengan cara menunjukkan massa relatif dari molekul komponen dan massa relatif hasil pecahannya. Penggabungan spektrometri massa dengan kromatografi gas telah memperluas wawasan metode tersebut sehingga mampu untuk menganalisis matriks sampel yang sulit sekalipun. Asas spektrometri massa adalah penembakan molekul dengan electron yang berkekuatan tertentu dan molekul tersebut akan terpecah (Mulja, 1999). Spektrometer massa pada umumnya digunakan untuk : 1.Menentukan massa suatu molekul 2.Menentukan rumus molekul dengan menggunakan Spektrum Massa Beresolusi Tinggi (High Resolution Mass Spectra)

13 3.Mengetahui informasi dari struktur dengan melihat pola fragmentasinya (Dachriyanus,2004). Sebuah spektroskopi massa akan siap memberikan berat molekuler dari suatu senyawa organik dalam hitungan menit. Analisis unsurnya cukup akurat sehingga akan memungkinkan perhitungan rumus molekulnya. Penghilangan satu elektron dari hasil seluruh molekul dalam suatu spesies M ++, umumnya disebut ion molekuler. Sehingga nilai m/z dari ion molekul memberikan berat molekul sampel M.. + e M e ( Brown, 1988). Pemboman molekul oleh sebuah arus elektron pada energi mendekati 70 elektron volt dapat menghasilkan banyak perubahan pada struktur molekul. Salah satu proses yang terjadi yang disebabkan oleh pemboman dengan elektron adalah keluarnya sebuah elektron dari molekul sehingga terbentuklah kation molekul [M.]+. Ion berenergi tinggi ini serta hasil fragmentasinya merupakan dasar bagi cara analisis spektrometri massa (Pine, 1988). Pada sistem GC-MS ini, yang berfungsi sebagai detektor adalah spektrometer massa itu sendiri yang terdiri dari sistem analisis dan sistem ionisasi, dimana Electron Impact ionization (EI) adalah metode ionisasi yang umum digunakan (Agusta, 2000). Ketika uap suatu senyawa dilewatkan dalam ruang ionisasi spektrometer massa, maka zat ini dibombardir atau ditembak dengan elektron. Elektron ini mempunyai energi yang cukup untuk melemparkan elektron dalam senyawa sehingga akan memberikan ion positif, ion ini disebut dengan ion molekul (M+). Ion molekul cendrung tidak stabil dan terpecah menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil. Fragmen-fragmen ini yang akan menghasilkan diagram batang (Dachriyanus,2004). Peningkatan penggunaan GC-MS banyak digunakan yang dihubungkan dengan komputer dimana dapat merekam dan menyimpan data dari sebuah analisis

14 akan berkembang pada pemisah yang lebih efesien. Karena komputer dapat diprogram untuk mencari spektra library yang langka, membuat indentifikasi dan menunjukkan analisis dari campuran gas tersebut (Willett, 1987) Instrumentasi Spektrometer Massa Bagian-bagian utama suatu spektrometer massa terdiri dari tempat menginjeksikan sampel, ruangan pengion, pengumpul ion, penguat sinyal dan pencatat. Sampel diuapkan dan didorong ke dalam ruang pengion. Fungsi dari penganalisis massa adalah menguraian partikel-partikel. Kemudian molekulmolekul sampel terionisasi baik secara langsung ataupun tidak langsung oleh arus elektron sehingga menghasilkan ion-ion positif, dan molekul-molekul dipisahkan dalam bentuk ion-ionnya. Ion-ion positif masuk kedalam daerah penganalisis massa. Kemudian partikel yang bergerak cepat diberi medan magnit yang kuat, sehingga lintasannya menjadi lengkung. Jari-jari lengkung lintasan tergantung dari kecepatan dan kekuatan medan magnit. Partikel-partikel dengan massa yang berbeda difokuskan ke suatu celah ke luar dengan cara memvariasikan potensial akselerasi atau kekuatan medan magnit. Ion-ion yang melewati celah akan diterima oleh elektroda pengumpul. Arus ion yang dihasilkan diperkuat dan dicatat sebagai fungsi kuat medan atau potensial akselerasi (Khopkar, 2003). 1. Sistem penanganan sampel Bagian ini berfungsi mengubah sampel agar mempunyai bentuk gas pada tekanan rendah dan reprodusibel. Untuk sampel yang tidak mudah menguap, diperlukan pemanas asalkan senyawa tersebut stabil secara termal. Senyawasenyawa tidak mudah menguap dan tidak stabil secara termal dimasukkan ke dalam kamar pengion dengan bantuan probe sampel yang dilengkapi pemanas yang dapat menguapkan sampel tekanan rendah. 2. Sumber ion Di sini molekul-molekul diubah menjadi ion dalam bentuk gas. Cara yang umum untuk menghasilkan ion-ion meliputi penembakan sampel dengan berkas elektron berenergi tinggi yang berasal dari suatu ion gun. Pada cara elektron impact, tumbukan dengan electron menyebabkan fragmentasi molekul-molekul yang membentuk sejumlah ion-ion positif dari berbagai massa. Pada cara

15 chemical ionization memberikan fragmentasi lebih sederhana. Pada cara nyala, pembentukan ion dari sampel anorganik yang tidak mudah menguap dilakukan dengan cara nyala. Pada cara ionisasi medan dipakai anoda dan katoda untuk mendapat fragmentasinya. 3. Penganalisis massa Ini adalah susunan alat-alat yang berguna untuk memisahkan ion-ion dengan perbandingan massa terhadap muatan yang berbeda-beda. Penganalisis massa harus dapat membedakan selisih massa yang kecil serta dapat menghasilkan arus ion yang tinggi (Khopkar, 2003). 4. Pengumpul ion Terdiri dari satu celah atau lebih dan silinder Faraday. Berkas ion membentuk tegak lurus pada plat pengumpul dan isyarat yang timbul diperkuat dengan pelipat ganda elektron (Sudjadi, 1983). 5. Pencatat Spektrum massa biasanya dibuat dari massa rendah ke massa tinggi. Pencatat yang banyak digunakan mempunyai 3-6 galvanometer yang mencatat secara bersama-sama pada kertas fotografi. Galvanometer menyimpang jika ada ion menabrak lempeng pengumpul, berkas sinar ultraviolet dapat menimbulkan berbagai puncak pada kertas pencatat yang peka terhadap sinar ultraviolet (Sudjadi, 1983). Gambar 2.5. Diagram Spektrometer massa

16 2.4. Bakteri Bakteri adalah sel prokariotik yang khas; uniseluler dan tidak mengandung struktur yang terbatasi membran didalam sitoplasmanya sel-selnya khas berbentuk bola, batang atau spiral (Waluyo, 2007). Bakteri terdiri atas sitoplasma yang dikelilingi oleh sebuah dinding sel yang kaku yang terbuat dari suatu zat khusus yang disebut peptidoglikan (Corwin, 2007). Bakteri menimbulkan berbagai perubahan kimiawi pada substansi yang ditumbuhinya. Mereka mampu menghancurkan banyak zat. Bakteri tidak memiliki inti sel. Organisme amat penting untuk memelihara lingkungan kita, yakni dengan menghancurkan bahan yang tertumpuk di atau dalam daratan dan lautan. Beberapa menimbulkan penyakit pada binatang, termasuk manusia, tumbuhan, dan protista lainnya. Mikroorganisme ini sangat luas penyebarannya dalam permukaan bumi dan dilingkungan kita sehari-hari (Waluyo, 2007). Bakteri memiliki sifat transparan sehingga untuk mengamati morfologi bakteri diperlukan suatu pewarnaan. Ada dua cara yang dapat dilakukan untuk memeriksa bakteri secara mikroskopis yaitu diperiksa secara langsung dan diwarnai dahulu kemudian diperiksa. Salah satu jenis pewarnaan tersebut ialah pewarnaan Gram yang pertama kali dipublikasikan oleh seorang ahli bakteriologi Denmark Hans Christian Gram pada tahun Pewarnaan gram bertujuan untuk mengetahui bakteri bakteri gram positif atau bakteri gram negatif yang memiliki struktur yang berbeda terutama pada dinding selnya Adanya perbedaan bakteri gram negatif dan bakteri gram positif adalah pada dinding selnya (Novel, 2010) Bakteri Gram Positif Bakteri gram positif, yaitu bakteri yang dapat mengikat zat warna pertama (kristal violet) akan memberikan warna ungu dan setelah dicuci dengan alkohol, warna ungu tersebut akan tetap kelihatan. Kemudian ditambahkan zat warna kedua (safranin), warna ungu pada bakteri tidak berubah (Lay, 1994). Bakteri gram positif memiliki kandungan peptidoglikan yang tinggi dibandingkan bakteri Gram negatif (Waluyo, 2007)

17 Streptococcus mutans Organisme yang berperan pada penyebab karies gigi adalah jenis streptokokus dimana ada dua jenis streptokokus yang menyebabkan karies tersebut yaitu Streptococcus mutans dan Streptococcus sobrinus. Streptococcus mutans merupakan bakteri utama penyebab karies gigi. Streptococcus mutans biasanya terdapat pada permukaan karies (Saraf, 2006). Spesies Streptococcus mutans berbentuk bulat yang dapat dijumpai secara berpasangan dan dalam rantai. Organisme ini berperan penting dalam mengawali terbentuknya luka-luka karies pada permukaan (Pelczar, 1986). Gambar 2.6. Bakteri Streptococcus mutans Bakteri Gram Negatif Bakteri gram negatif, yaitu bakteri yang kehilangan warna Kristal violet ketika dicuci dengan alkohol dan setelah diberi zat warna kedua (Safranin), bakteri akan memberikan warna merah muda (Lay, 1994). Dinding sel bakteri gram negatif lebih kompleks dibandingkan bakteri gram positif. Perbedaan utamanya adalah adanya lapisan membran luar yang meliputi peptidoglikan (Waluyo, 2007) Eschericia coli Eschericia coli merupakan bakteri gram negatif yang berbentuk batang terdapat tunggal, berpasangan, dan dalam rantai pendek dan merupakan penghuni normal usus.

18 Walaupun Eschericia coli merupakan bagian dari mikrobiota normal saluran pencernaan, namun terbukti bahwa galur-galur tertentu mampu menyebabkan gastroenteritis taraf sedang sampai parah pada manusia dan hewan. E.coli merupakan organisme indikator yang dipakai didalam analisis air untuk menguji adanya pencemaran oleh tinja, tetapi pemindahsebarannya tidak melalui air melainkan Eschericia coli dipindahsebarkan dengan kegiatan tangan ke mulut atau dengan pemindahan pasif lewat makanan atau minuman. Gambar 2.7. Bakteri Escherchia coli

19 Tabel 2.1 Beberapa ciri bakteri gram positif dan gram negatif NO Ciri Perbedaan Relatif Gram positif Gram negatif 1 Struktur Tebal (15-80 nm) Tipis (10-15 nm) dinding sel Berlapis tunggal Berlapis tiga (mono) (multi) 2 Komposisi Kandungan lipid Kandungan lipid dinding sel rendah (1-4 %) tinggi (11-22 %) 3 Kerentanan terhadap penisilin 4 Resistensi terhadap gangguan fisik 5 Persyaratan nutrisi Peptidoglikan ada sebagai lapisan tunggal Memiliki asam teikoat Lebih rentan Lebih resisten Relatif rumit pada banyak spesies Peptidoglikan ada didalam lapisan kaku sebelah dalam Tidak memiliki asam teikoat Kurang rentan Kurang resisten Relatif sederhana (Pelczar, 1986)

20 2.5. Antibakteri Antimikroba merupakan suatu senyawa yang mampu membunuh bakteri secara langsung (Bactericidal) atau pun mampu menghambat pertumbuhan dari mikroba (Bacteriostatic). Bakteriostatic memiliki pertahan sendiri termasuk dalam menghasilkan antibodi dan phagositosis yang biasanya berguna untuk membunuh mikroorganisme (Tortora, dkk, 2001). Beberapa uji dapat digunakan untuk menguji aktivitas antimikroba, antara lain: Metode Difusi Merupakan metode yang paling sering digunakan, lazim dikenal dengan cara Kirby-Bauer seperti berikut, sebuah cawan petri yang berisi media agar yang telah dimasukkan bakteri yang sudah sesuai standar di atas permukaannya. Kemudian kertas cakram dibasahi atau dibubuhi dengan zat antimikroba yang telah diketahui konsentrasinya diletakkan di atas permukaan agar yang sudah memadat. Selama inkubasi, zat antimikroba akan berdifusi dari cakram ke media agar. Apabila zat antimikroba efektif maka zona hambat akan terbentuk di sekitar cakram setelah inkubasi (Tortora dkk, 2001) Metode Dilusi Metode dilusi (metode pengenceran) merupakan metode yang dilakukan dengan mengencerkan zat antimikroba dan dimasukkan kedalam tabung-tabung reaksi steril.masing-masing tabung tersebut ditambahkan sejumlah mikroba uji yang telah diketahui jumlahnya. Pada interval tertentu, dilakukan pemindahan dari tabung reaksi ke dalam tabung-tabung berisi media steril kemudian diinkubasi dan diamati penghambatan pertumbuhan (Kusmiyati dan Agustini, 2007). Menurut Pratiwi (2008), metode dilusi dibedakan menjadi dua, yaitu dilusi cair (bruch dilution) dan dilusi padat (solid dilution).