4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Nama Tanaman 1. Klasifikasi Kingdom Divisi Class Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Spermatophyta : Dicotyledoneae : Malvales : Elaeocarpaceae : Muntingia : Muntingia calabura L Penampakan daun kersen (Muntingia calabura L.) dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Daun kersen (Mac H. Alford, 2011) 2. Deskripsi Tanaman Tumbuhan kersen merupakan perdu atau pohon kecil yang tingginya sampai 12 m, meski umumnya hanya sekitar 3-6 m saja. Selalu hijau dan terus menerus berbunga dan berbuah sepanjang tahun. Cabang-cabang 4
5 mendatar, menggantung di ujungnya membentuk naungan yang rindang. Ranting-ranting berambut halus bercampur dengan rambut kelenjar, demikian pula daunnya. Daun-daun terletak mendatar, berseling, helaian daun tidak simetris, bundar telur lanset, tepinya bergerigi dan berujung runcing, 1-4 x 4-14 cm sisi bawah berambut kelabu rapat, bertangkai pendek. Daun penumpu yang sebelah meruncing berbentuk benang lk 0,5 cm, agak lama lalu mongering dan rontok, sementara sebelah lagi rudimeter. Bunga dalam berkas berisi 1-3 kuntum, terletak di ketiak agak di sebelah atas tumbuhnya daun, bertangkai panjang, berkelamin dua dan berbilangan lima, kelopak berbagi dalam, taju meruncing bentuk benang, berambut halus, mahkota bertepi rata, bundar telur terbalik, putih tipis gundul lk 1 cm. Benang sari berjumlah banyak, 10 sampai lebih dari 100 helai. Bunga yang mekar menonjol keluar, ke atas helai-helai daun, namun setelah menjadi buah menggantung ke bawah, tersembunyi di bawah helai daun. Umumnya hanya satu-dua bunga yang menjadi buah dalam tiap berkasnya. Bertangkai panjang, bulat hampir sempurna, diameter 1-1,5 cm, hijau kuning dan akhirnya merah apabila masak, bermahkota sisa tangkai putik yang tidak rontok serupa bintang hitam bersudut lima. Berisi beberapa ribu biji yang kecil-kecil, halus, putih dan kekuningan, terbenam dalam daging dan sari buah yang manis sekali (Yuniarti, 2008). 3. Kandungan Kimia Kersen Daun kersen mengandung kelompok senyawa flavonoid, saponin, tannin, dan glikosida yang menunjukkan aktivitas antibakteri (Zakaria et al.,
6 2006). Secara kualitatif diketahui bahwa senyawa yang dominan dalam daun kersen adalah flavonoid (Zakaria et al., 2006). 4. Manfaat Kersen Buah kersen langsung dapat dimakan atau diolah menjadi sirup, selai dan permen, rasanya pun tidak kalah dengan minuman olahan dari buah yang mahal. Kayu kersen lunak dan mudah kering, sangat berguna sebagai kayu bakar. Kayu dari tanaman kersen ini juga cukup kuat sehingga banyak yang dipakai untuk membuat perabotan. Kulit kayunya yang mudah dikupas digunakan sebagai bahan tali dan kain pembalut. Daunnya dapat dijadikan semacam teh. B. Metode Ekstraksi Maserasi Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair (Anonim, 2000). Hasil dari proses ekstraksi adalah ekstrak, yaitu sediaan kental yang diperoleh dengan mengekstraksi senyawa aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan (Anonim, 2000). Simplisia sendiri didefinisikan sebagai bahan alamiah yang dipergunakan sebagai obat yang belum mengalami pengolahan apapun juga dan kecuali dikatakan lain, berupa bahan yang telah dikeringkan (Anonim, 2000). Harborne (1987) menjelaskan bahwa ekstraksi dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan, memurnikan dan mengidentifikasi kandungan kimia yang
7 terdapat dalam tumbuhan. Dalam menganalisis fitokimia tumbuhan harus digunakan jaringan tumbuhan segar. Bahan tumbuhan yang telah dikumpulkan harus segera dimasukkan ke dalam alkohol mendidih ataupun dapat dikeringkan sebelum diekstraksi. Hal ini diperlukan untuk mencegah terjadinya oksidasi enzim atau hidrolisis pada jaringan tumbuhan. Pengeringan dilakukan dalam waktu yang singkat tanpa menggunakan suhu tinggi dan dengan aliran udara yang baik. Hal ini harus dilakukan dalam keadaan terawasi untuk mencegah terjadinya perubahan kimia yang terlalu banyak. Setelah betul-betul kering, tumbuhan dapat disimpan untuk jangka waktu yang lama sebelum digunakan untuk analisis. Cairan pelarut dalam proses pembuatan ekstrak adalah pelarut yang baik (optimal) untuk senyawa kandungan yang berkhasiat atau yang aktif, yaitu yang dapat melarutkan hampir semua metabolit sekunder yang terkandung, dengan demikian senyawa tersebut dapat terpisahkan dari bahan dan dari senyawa kandungan lainnya, serta ekstrak hanya mengandung sebagian besar senyawa kandungan yang diinginkan. Pemilihan pelarut organik yang digunakan dalam mengekstrak komponen bioaktif merupakan faktor penentu untuk pencapaian tujuan dan sasaran ekstraksi komponen (Fadhilla, 2010). Persyaratan yang harus dipenuhi oleh pelarut untuk mengekstrak antara lain: aman, ramah lingkungan, ekonomis, dapat digunakan dengan mudah serta dapat digunakan secara selektif dengan berbagai kondisi suhu dan tekanan ekstraksi untuk mendapatkan ekstrak dengan mutu yang terbaik (Anonim, 2000). Maserasi merupakan cara penyarian sederhana, yang dilakukan dengan
8 cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam sel yang mengandung zat aktif, zat aktif akan larut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan luar sel, maka larutan yang terpekat didesak keluar. Peristiwa tersebut berulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel (Anonim, 1986). Pelarut yang dapat melarutkan hampir semua senyawa baik polar maupun nonpolar adalah DMSO (dimetilsulfoksida). Pelarut DMSO dapat digunakan sebagai pengencer ekstrak untuk memperoleh ekstrak dengan kadar konsentrasi tertentu. Hal ini didasarkan pada sifatnya yang tidak toksik, yaitu tidak memberikan daya hambat pertumbuhan bakteri sehingga tidak menggangu hasil pengamatan pengujian aktivitas antibakteri dengan metode difusi agar (Yasni et al., 2009; Handayani et al., 2009). C. Bakteri 1. Ciri-ciri Bakteri Bakteri adalah sel prokariotik yang khas dan uniseluler serta tidak mengandung struktur yang terbatasi membran di dalam sitoplasmanya. Selselnya secara khas berbentuk bulat (kokus), batang (basilus) atau spiral (spirilium). Diameter bakteri sekitar 0,5-1,0 µm dengan panjang 1,5-2,5 µm. Bakteri tidak memiliki membran internal yang memisahkan nukleus dari sitoplasma serta tidak terdapat membran internal yang melingkupi struktur atau tubuh lain di dalam sel. Bahan sel prokariotik (sitoplasma dan isinya) dikelilingi oleh membran sitoplasma (membran plasma). Di sebelah luar
9 membran sitoplasma terdapat dinding sel yang amat kaku karena mengandung peptidoglikan (Pelczar & Chan, 2008). Berdasarkan struktur dan komposisi dinding sel, bakteri dibedakan menjadi dua golongan, yaitu gram positif dan gram negatif. Dinding sel pada bakteri gram positif mengandung lapisan peptidoglikan tunggal yang tebal (20-80 nm) dengan polimer-polimer asam tekoat yang melekat padanya. Lapisan periplasmik pada bakteri gram positif antara dinding sel dengan membran sitoplasma lebih kecil dibanding pada bakteri gram negatif. Bakteri gram negatif memiliki struktur dan komposisi yang lebih kompleks dibanding bakteri gram positif. Bakteri gram negatif memilki 3 lapisan peptidoglikan yang tipis dan berada pada lapisan periplasmik yang ukurannya lebih besar daripada bakteri gram positif (1-71 nm), selain itu terdapat membran luar yang melapisi sebelah luar lapisan peptidoglikan (Willey et al., 2008). 2. Kurva pertumbuhan bakteri Kurva pertumbuhan bakteri dapat dipisahkan menjadi empat fase utama : fase lag (fase adaptasi), fase log (fase eksponensial), fase stasioner dan fase kematian. I. Fase lag (fase adaptasi), merupakan fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru. Ciri fase lag adalah tidak adanya peningkatan jumlah sel, yang ada hanyalah peningkatan ukuran sel. Lama fase lag tergantung pada kondisi dan jumlah awal mikroorganisme dan media pertumbuhan.
10 II. Fase log (fase eksponensial), merupakan fase dimana mikroorganisme tumbuh dan membelah pada kecepatan maksimum, tergantung pada genetika mikroorganisme, sifat media dan kondisi pertumbuhan. Sel baru terbentuk dengan laju konstan dan massa yang bertambah secara eksponensial. III. Fase stasioner, merupakan fase dimana pertumbuhan mikroorganisme berhenti dan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang membelah dengan jumlah sel yang mati. IV. Fase kematian, merupakan fase dimana jumlah sel yang mati meningkat. Faktor penyebabnya adalah ketidaktersediaan nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik (Irianto, 2007). D. Bakteri Klebseilla pneumoniae Berikut sistematika Klebsiella pneumoniae (Jawetz et al., 2005): Divisi Kelas : Protophyta : Schizomycetes Bangsa : Enterobacteriales Suku Marga Jenis : Enterobacteriaceae : Klebsiella : Klebsiella pneumoniae Klebsiella pneumoniae merupakan salah satu jenis bakteri dari famili enterobacteriaceae. Bakteri ini memiliki ciri-ciri: basil, bergerak dengan flagel yang peritrik atau tidak bergerak, gram negatif, memiliki kapsul polisakarida yang besar dan memfermentasikan laktosa dengan menghasilkan
11 gas. Klebsiella pneumoniae berada dalam sistem pernafasan sehingga bakteri ini dapat menyebabkan infeksi saluran pernafasan. Nama bakteri ini Klebsiella pneumoniae karena dapat menyebabkan penyakit pneumonia. Klebsiella pneumoniae dapat dikultur pada media lempeng agar darah dan media differensial seperti Mac Conkey agar, pada media lempeng agar darah, bakteri Klebsiella pneumoniae tidak bersifat menghemolisis, sedangkan pada media Mac Conkey agar membentuk koloni berwarna merah (Dwidjoseputro, 1994; Jawetz, et al., 2005; Yolanda, 2011). Gambaran dari bakteri Klebsiella pneumoniae dapat dilihat pada Gambar 2 ditunjukkan dengan warna merah. Gambar 2. Bakteri Klebsiella pneumoniae (Anonim, 2011) E. Uji Antibakteri Penentuan efektifitas antibakteri terhadap patogen yang spesifik penting untuk mengetahui metode terapi yang tepat. Pengujian dapat menunjukkan agen mana yang paling efektif melawan patogen dan dapat memberikan perkiraan dosis terapeutik yang tepat (Willey et al., 2008). Ada
12 dua metode umum yang dapat digunakan, yaitu metode difusi dan metode dilusi. a. Metode Difusi Metode difusi atau metode difusi agar (Kirby-Bauer method) adalah metode yang paling sering digunakan. Hal ini dimungkinkan karena dengan metode ini lebih dapat menghemat waktu dan media. Metode ini dipengaruhi oleh beberapa faktor fisik, kimia serta faktor antara obat dan organisme (misalnya sifat media dan kemampuan difusi, ukuran molekular serta stabilitas obat). Prinsip kerja dari metode ini sangat sederhana, yaitu ketika kertas cakram yang berisi sejumlah obat tertentu ditempatkan pada permukaan media padat yang sebelumnya telah diinokulasi bakteri uji pada permukaannya, obat tersebut akan berdifusi secara radial melalui agar, setelah diinkubasi dan bakteri tersebut tumbuh, maka akan terbentuk zona jernih sekitar cakram. Adanya zona jernih yang melingkar di sekitar cakram menunjukkan agen obat menghambat pertumbuhan bakteri. Makin besar zona jernih (zona hambat) di sekitar cakram, maka semakin peka bakteri tersebut. Zona hambat tersebut diukur dalam satuan millimeter dan dibandingkan dengan antibiotik standar untuk menentukan isolat bakteri yang digunakan sensitif atau resisten terhadap obat tersebut (Willey et al., 2008; Brooks et al., 2005).
13 b. Metode Dilusi Metode dilusi dapat digunakan untuk menentukan KHM (Konsentrasi Hambat Minimum) dan KBM (Konsentrasi Bunuh Minimum). Metode ini menggunakan antibakteri dengan kadar yang menurun secara bertahap, baik dengan media cair maupun padat, kemudian media diinokulasi bakteri uji dan diinkubasikan. Tahap akhir dilarutkan antibakteri dengan kadar yang menghambat dan mematikan. Uji kepekaan cara dilusi agar memakan waktu dan penggunaannya dibatasi pada keadaan tertentu saja. Uji kepekaan cara dilusi cair dengan menggunakan tabung reaksi. Metode uji ini tidak praktis sehingga jarang digunakan, namun sekarang ada cara yang lebih sederhana dan banyak digunakan, yaitu microdilution plate. Keuntungan uji mikrodilusi cair adalah bahwa uji ini memberi hasil kuantitatif yang menunjukkan jumlah antibakteri yang dibutuhkan untuk mematikan bakteri (Brooks et al., 2005). Kategori Daya Hambat Bakteri menurut Davis dan Stout (1971) dapat dilihat pada Tabel I. Tabel I. Kategori Daya Hambat Bakteri (Davis dan Stout, 1971) Daya hambat bakteri Kategori Sangat kuat 10 20 mm Kuat 5 10 mm Sedang Lemah F. Kerangka Pemikiran Bakteri patogen adalah suatu kelompok bakteri parasit yang menimbulkan penyakit pada manusia. Bakteri patogen yang dapat menyebabkan penyakit
14 diantaranya bakteri Klebsiella pneumoniae. Adanya kasus resistensi dapat terjadi karena pemakaian antib -laktam, aminoglikosida dan fluroquinolon yang tidak rasional. Perlu dicari zat antibakteri alami yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri Klebsiella pneumoniae. Daun kersen (Muntingia calabura L.) mengandung senyawa aktif flavonoid, saponin dan tannin. Senyawa aktif tersebut diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol 70% yang bersifat polar yang dapat melarutkan senyawa aktif yang berkhasiat sebagai antibakteri serta kontrol pembanding ciprofloxacin yang memiliki aktivitas baik terhadap bakteri gram negatif dan juga sensitif terhadap bakteri Klebsiella pneumoniae. Aktivitas antibakteri ditunjukkan dengan adanya diameter daya hambat di sekitar ekstrak etanol daun kersen. Dari hasil ini dapat dikatakan bahwa ekstrak etanol daun kersen mempunyai aktivitas antibakteri terhadap bakteri Klebsiella pneumoniae. Zakaria et al (2006) melakukan penelitian tentang aktivitas antibakteri ekstrak akuades daun kersen terhadap bakteri Corneybacterium diphteriae dengan seri konsentrasi 10.000 ppm, 40.000 ppm, 70.000 ppm dan 100.000 ppm. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak maka akan semakin besar pula diameter daya hambat yang dihasilkan. Alur kerangka pemikiran penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.
15 Infeksi Bakteri Klebsiella pneumoniae Dau Kersen (Muntingia Calabura L.) -Laktam, Aminoglikosida, Fluorokuinolon Flavonoid, Saponin, Tannin Penggunaan tidak rasional (Resisten) Potensi sebagai Antibakteri Sumber antibiotik baru Uji Aktivitas Antibakteri Metode Difusi Padat Senyawa Antibakteri Gambar 3. Diagram alir kerangka pemikiran G. Hipotesa 1. Ekstrak etanol daun kersen (Muntingia calabura L.) memiliki aktivitas antibakteri terhadap pertumbuhan bakteri Klebsiella pneumoniae. 2. Semakin tinggi kadar ekstrak etanol daun kersen (Muntingia calabura L.) maka akan semakin besar diameter daya hambat yang dihasilkan. 3. Ekstrak etanol daun kersen (Muntingia calabura L.) mampu membunuh pertumbuhan bakteri Klebsiella pneumoniae.