BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Terdahulu
Pada penelitian Kumar et al. (1999), EOW sangat efektif dalam
membunuh Eschecrichia coli O157: H7, Salmonella enteritidis, dan
Listeria monocytogenes. Dimana EOW merupakan produk dari sebuah
konsep baru yang dikembangkan di Jepang. Sedangkan di Indonesia
sendiri EOW dikenal dengan kangen water. Dimana pada penelitian kali
ini akan menguji kangen water yang berada di pasaran dengan 6 variasi pH
terhadap bakteri P. acnes dan S. epidermidis.
B. Landasan Teori
1. Kangen water
Kangen water adalah air yang dihasilkan dari mesin ionisasi
menggunakan proses elektrolisis. Mesin kangen water dapat
merestrukturisasi air biasa dan mengubahnya menjadi air yang bersifat
asam, basa, dan netral. Pada pH asam kuat, air memiliki potensi
reduksi oksidasi (ORP) yang lebih besar dari 1.100 mV. Sehingga
memiliki sifat antimikroba yang baik. Pada pH basa kuat, air memiliki
potensi reduksi oksidasi (ORP) dari -700 sampai -850 mV, sehingga
dapat menangkal radikal bebas dan mengurangi peradangan. Ada
beberapa pH yang dihasilkan oleh mesin kangen water di antaranya
yaitu pH 2,5; 6,0; 7,0; 8,5; 9,0; dan 9,5. Pada produk kangen water,
jenis-jenisnya terbagi menjadi 4 jenis, yaitu:

Strong Acidic Water (pH 2,5)

Beauty Water (pH 6,0)

Clean Water (pH 7,0)

Alkali Water (pH 8,5; pH 9,0; pH 9,5)
Produk kangen water ini dimanfaatkan untuk kegunaan yang
berbeda-beda, di antaranya pH 2,5 atau dikenal dengan strong acidic
water ini cocok digunakan untuk mengobati infeksi yang disebabkan
oleh bakteri pada kulit. Kangen water pH 6,0 atau dikenal dengan
3
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
beauty water, sangat bagus dan cocok digunakan untuk merawat kulit
wajah dan tubuh. Pada pH 7,0 atau dikenal dengan clean water,
digunakan untuk keperluan minum obat. Dan pada pH 8,5; 9,0; dan
9,5 dikenal dengan alkali water yang digunakan untuk kebutuhan
minum sehari-hari.
Urutan teoritis reaksi kimia yang terlibat dalam produksi air EO
ditunjukkan pada Gambar 2.1. Selama elektrolisis, natrium klorida
dilarutkan dalam air deionisasi di ruang elektrolisis yang terdisosiasi
menjadi ion klorida (Cl-) dan hidroksi (OH-) bermuatan negatif dan
natrium (Na+) dan hidrogen (H+) bermuatan positif. Ion klorida dan
hidroksi diadsorbsi ke anoda, dengan masing-masing ion melepaskan
elektron menjadi radikal. Radikal klorat dan hidroksi bergabung,
membentuk asam hipoklorida (HOCl), yang memisahkan dari anoda.
Dua radikal klor juga bisa digabungkan untuk menghasilkan gas
klorin. Di bagian katoda, masing-masing ion natrium bermuatan
positif menerima elektron dan menjadi natrium metalik. Natrium
metalik bergabung dengan molekul air, membentuk natrium
hidroksida dan gas hidrogen. Selaput bipolar yang memisahkan
elektroda meningkatkan elektrolisis air untuk menghasilkan air asam
dan alkali yang kuat dari anoda dan katoda. Air asam elektrolisis pada
pH 2,7 mengandung klorin yang tersedia sebagai bentuk asam
hipoklorida (HOCl), yang lebih efektif dalam desinfeksi daripada
hipoklorit (ClO-) (Bari et al., 2003).
Gambar 2.1. Prinsip electrolyzed oxidizing water (Bari et al., 2003)
4
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
2. Infeksi kulit
Manusia adalah host alami bagi banyak spesies bakteri yang
mendiami pada suatu permukaan di kulit sebagai flora normal. Bakteri
juga dapat dikelompokkan dari beberapa flora bakteri dari kulit.
Kelompok flora normal yaitu Resident flora yang bermaksud
mikroorganisme tertentu yang hidup menetap dan selalu dijumpai
pada bagian tubuh tertentu dan pada usia tertentu. Kemudian
Temporary resident flora yang dimaksudkan sebagai bakteri yang
kontaminasi, berkembang biak dan dijumpai pada bagian tubuh
tertentu tetapi hanya sementara. Dan Trasient flora yang dikenali
sebagai bakteri yang mengkontaminasi pada bagian kulit tertentu,
tetapi tidak berkembang biak pada permukaan tersebut (Brook, 2002).
Rintangan utama terhadap invasi mikroba adalah kulit yang dapat
juga disebut sebagai flora normal yang patogen maupun non patogen.
Mikroba tersebut terus-menerus berinteraksi dengan lingkungan
eksternal dan mendiami di suatu tempat tertentu dengan populasi yang
beragam. Sebagian besar flora yang mendiami suatu tempat tertentu
adalah bakteri. Organisme khas yang mendiami pada permukaan kulit
biasanya spesies Gram-positif seperti Staphylococcus epidermidis,
spesies Corynebacterium, Staphylococcus aureus dan Streptococcus
pyogenes. Staphylococcus aureus dan Streptococcus pyogenes adalah
spesies yang sangat signifikan karena mengkontribusi secara
mayoritas (Djuanda et al., 2007).
3. Bakteri
Bakteri adalah mikroorganisme bersel satu dan berkembang biak
dengan membelah diri (aseksual). Ukuran bakteri bervariasi baik
penampang maupun panjangnya, tetapi pada umumnya penampang
bakteri adalah sekitar 0,7-1,5 µm dan panjangnya sekitar 1-6 µm
(Jawetz et al., 2001).
Bakteri dibagi dalam golongan Gram-positif dan Gram-negatif
berdasarkan reaksinya terhadap pewarnaan Gram. Perbedaan antara
bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, Staphylococcus aureus dan
5
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
Streptococcus sp sebagian besar terdiri atas beberapa lapisan
peptidoglikan yang membentuk struktur yang tebal dan kaku.
Kekakuan pada dinding sel bakteri yang disebabkan karena lapisan
peptidoglikan dan ketebalan peptidoglikan ini membuat bakteri Grampositif resisten terhadap lisis osmotik (Jawetz et al., 2001). Dinding
sel bakteri Gram-positif mengandung lapisan peptidoglikan yang tebal
dan asam teikoat. Dinding sel bakteri Gram-negatif mengandung
lapisan peptidoglikan yang tipis, membran luar yang terdiri dari
protein, lipoprotein dan lipopolisakarida, daerah periplasma dan
membran dalam. Bakteri Gram-negatif Escherichia coli, dan
Pseudomonas sp terdiri atas satu atau sedikit lapisan peptidoglikan
pada dinding selnya (Jawetz et al., 2001).
a.
Bakteri Propionibacterium acnes
P. acnes merupakan bakteri flora normal pada kulit, biasanya
bakteri ini terdapat pada folikel sabasea. Tidak hanya itu, P. acnes
juga dapat ditemukan pada jaringan manusia, paru-paru, dan
jaringan prostat. Kulit merupakan habitat utama dari P. acnes,
namun dapat juga diisolasi dari rongga mulut, saluran pernafasan
bagian atas, saluran telinga eksternal, konjungtiva, usus besar,
uretra, dan vagina (Cristina, 2006).
P. acnes termasuk bakteri Gram-positif, pleomorfik, dan
bersifat anaerob aerotoleran (Brooks et al., 2008). P. acnes
memiliki lebar 0,5-0,8 µm dan panjang 3-4 µm, bakteri ini
berbentuk batang dengan ujung meruncing atau bulat (Cristina,
2006).
Klasifikasi dari P. acnes adalah sebagai berikut:
Kerajaan
: Bacteria
Filum
: Actinobacteria
Kelas
: Actinomycetales
Ordo
: Propionibacterineae
Famili
: Propionibacteriaceae
Genus
: Propionibacterium
6
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
Spesies
: Propionibacterium acnes (Khan et al., 2009).
Pada acne vulgaris, ketika terjadi akumulasi sebum pada unit
polisebasea,
maka
akan
memfasilitasi
P.
acnes
untuk
berproliferasi, karena trigliserida yang terdapat pada sebum akan
diubah dengan bantuan enzim lipase yang dihasilkan oleh P.
acnes menjadi digliserida, monogliserida, dan asam lemak bebas,
kemudian ketiga zat tersebut diubah menjadi gliserol yang akan
digunakan untuk metabolisme P. acnes (Tahir, 2010). Unit
polisebasea yang terinfeksi oleh P. acnes akan menyebabkan
timbulnya respon inflamasi, sehingga gambaran klinis yang
timbul berupa papula, pustula, nodula, dan kista (Amro, 2013).
Selain acne vulgaris, P. acnes juga terlibat dalam beberapa
penyakit seperti osteomielitis, peritonitis, infeksi gigi, reumatoid
artritis, abses otak, empiema subdural, keratitis, ulkus kornea,
endoftalmitis, sarkoidosis, dan radang prostat. Sedangkan
penyakit yang melibatkan infeksi P. acnes dan terkait alat-alat
medis (kateter, prosthetic joints, implants, dan lain-lain) yaitu
konjungtivitis akibat lensa kontak, shunt nephritis, shuntassociated central nervous system infection, dan anareobic
arthritis (Bruggemann, 2010).
b.
Bakteri Staphylococcus epidermidis
Klasifikasi dari S. epidermidis adalah sebagai berikut:
Kerajaan
: Protista
Divisi
: Schizophyta
Kelas
: Schyzomycetes
Bangsa
: Eubacteriales
Suku
: Enterobacteriaceae
Marga
: Staphylococcus
Jenis
: Staphylococcus epidermidis (Salle, 1961).
S. epidermidis adalah kuman bakteri Gram-positif yang
bersifat aerob. Sel berbentuk bola dengan diameter 1 µm yang
tersusun dalam bentuk kluster yang tidak teratur. S. epidermidis
7
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
berupa kokus tunggal, berpasangan, dan berbentuk rantai juga
tampak dalam biakan cair. Bakteri pembentuk spora yang banyak
terdapat di udara, air, dan tanah. Koloni biasanya berwarna abuabu hingga putih terutama pada isolasi primer. Beberapa koloni
menghasilkan pigmen hanya pada inkubasi yang diperpanjang.
Tidak ada pigmen yang dihasilkan secara anaerobik atau pada
media cair. S. epidermidis merupakan flora normal pada kulit
manusia, saluran respirasi, dan gastrointestinal. S. epidermidis
tidak bersifat invasif menghasilkan koagulase negatif dan
cenderung menjadi nonhemolitik (Jawetz et al., 2005). S.
epidermidis
umumnya
dapat
menimbulkan
penyakit
pembengkakan (abses) seperti jerawat, infeksi kulit, infeksi
saluran kemih, dan infeksi ginjal (Radji, 2011).
4. Antibakteri
Antibakteri adalah suatu bahan yang mematikan bentuk-bentuk
vegetatif bakteri (Pelczar dan Chan, 1988). Antibakteri adalah zat
yang menghambat pertumbuhan bakteri dan digunakan secara khusus
untuk mengobati infeksi. Berdasarkan cara kerjanya, antibakteri
dibedakan menjadi bakteriostatik dan bakteriosidal. Antibakteri
bakteriostatik adalah zat yang dapan menghambat pertumbuhan
bakteri, sedangkan antibakteri bakteriosidal adalah zat yang bekerja
mematikan bakteri. Beberapa zat antibakteri bersifat bakteriostatik
pada konsentrasi rendah dan bersifat bakteriosidal pada konsentrasi
tinggi (Gani, 2007). Mekanisme kerja antibakteri dapat terjadi melalui
lima
cara,
yaitu
hambatan
sintesis
dinding
sel,
perubahan
permeabilitas sel, perubahan molekul asam nukleat, penghambatan
kerja enzim, dan penghambatan sintesis asam nukleat dan protein
(Sunanti, 2007).
5. Uji aktivitas antibakteri
Uji aktivitas antibakteri mempunyai tujuan mengukur aktivitas
daya antibakteri dari suatu senyawa kimia terhadap bakteri,
menentukan konsentrasi suatu antibakteri terhadap cairan badan atau
8
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
jaringan, dan kepekaan suatu antibiotik terhadap konsentrasikonsentrasi obat yang dikenal (Jawetz et al., 2001). Uji aktivitas
antibakteri untuk menentukan kepekaan suatu bakteri patogen dapat
dilakukan dengan dua metode antara lain:
a. Metode dilusi
Keuntungan utama dari metode dilusi dapat memperkirakan
konsentrasi senyawa uji dalam medium agar atau suspensi broth,
biasanya digunakan untuk menentukan nilai KHM. Pada metode
dilusi agar, medium diinokulasi dengan organisme uji dan sampel
yang di uji dicampur dengan inokulum. Material yang diinokulasi
dan pertumbuhan mikroorganisme dapat terlihat dan dibandingkan
dengan kultur kontrol yang tidak mengandung sampel uji.
Pengujian diulang dengan variasi dilusi sampel uji dalam medium
kultur dan menentukan dilusi yang paling tinggi dapat mencegah
pertumbuhan mikroorganisme sampel (Rahman et al., 2010).
Dalam tabung uji, berbagai konsentrasi senyawa uji dicampur
dengan suspensi bakteri pada beberapa tabung, konsentrasi
terendah
menyebabkan
penghambatan
pertumbuhan
mikroorganisme sesuai dengan nilai KHM. Pada uji mikrodilusi
cair, mikroorganisme yang tumbuh di sumur plat, dimana berbagai
konsentrasi
senyawa
uji
ditambahkan.
Pertumbuhan
mikroorganisme ditunjukkan oleh adanya kekeruhan dalam sumur
(Choma et al., 2010).
b. Metode difusi
Prinsip dari metode difusi adalah kemampuan suatu agen
antibakteri
berdifusi
ke
dalam
media
agar
yang
telah
diinokulasikan dengan bakteri uji. Beberapa metode difusi yang
sering digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah tes Kirby
Bauer (disc diffusion), e-test, ditch-plate technique, cup-plate
technique dan gradient-plate technique (Pratiwi, 2008).
Metode disc diffusion atau tes Kirby Bauer adalah metode
yang paling banyak digunakan pada uji aktivitas antibakteri.
9
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
Metode ini termasuk ke dalam metode difusi agar yang dilakukan
dengan cara mengambil beberapa koloni bakteri uji yang telah
ditumbuhkan selama 24 jam sebelumnya dan disuspensikan ke
dalam 0,5 mL media cair kemudian diinkubasi selama 5-8 jam.
Suspensi bakteri uji tersebut ditambahkan akuades steril hingga
mencapai kekeruhan tertentu yang memenuhi standar Mc. Farland
dimana standar konsentrasi bakteri 108 CFU/ml. Selanjutnya,
dengan menggunakan lidi steril suspensi bakteri dioleskan secara
merata pada media agar, kemudian kertas samir (paper disc) yang
berisi agen antibakteri diletakan di atas media agar tersebut dan
inkubasi pada 37 oC selama 24 jam. Pengamatan dilakukan dengan
mengamati ada tidaknya zona hambatan di sekeliling kertas samir
dimana adanya zona hambat menunjukkan adanya aktivitas
antibakteri terhadap bakteri uji (Lorian, 1980).
Selain tes Kirby Bauer, uji yang dapat dilakukan untuk
mengamati ada tidaknya zona hambat terhadap bakteri uji adalah
metode sumuran dengan cara mengoleskan bakteri uji pada
permukaan media agar seperti yang dilakukan pada tes Kirby
Bauer atau dapat juga dilakukan dengan menanam bakteri uji pada
media agar. Selanjutnya dilakukan pembuatan sumuran pada
media agar dengan diameter tertentu yang kemudian di isi dengan
agen antibakteri. Setelah di inkubasi selama 24 jam pada suhu 37
o
C pengamatan dilakukan dengan melihat ada tidaknya diameter
hambat di sekitar sumuran (Lorian, 1980).
Zona hambat yang ditimbulkan oleh adanya aktivitas
antibakteri terhadap bakteri uji dapat dikatakan memiliki zona
hambatan total (radikal) jika zona hambatan yang terbentuk di
sekitar sumuran atau kertas samir terlihat jernih, zona hambatan
parsial (irradikal) jika masih ada koloni bakteri yang tumbuh pada
zona hambatan, dan zona hambatan nol jika tidak terbentuk zona
hambatan di sekitar sumuran atau kertas samir yang berisi
senyawa uji (Lorian, 1980).
10
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017
C. Kerangka Konsep
Kerangka konseptual pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Air deionisasi yang mangandung natrium klorida
dalam konsentrasi rendah memiliki sifat
bakterisida dan virusidal (Kim et al., 2000)
Kangen water adalah air yang
telah mengalami proses elektrolisis.
Dipasaran tersedia dengan berbagai pH
pH 2,5
pH 6,0
pH 7,0
pH 8,5
pH 9,0
pH 9,5
Uji aktivitas antibakteri
menggunakan metode makrodilusi
Kangen water dengan pH yang berbeda
memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda-beda
Gambar 2.2. Kerangka konsep penelitian
D. Hipotesis
Kangen water dengan pH yang berbeda (2,5; 6,0; 7,0; 8,5; 9,0 dan 9,5)
diduga memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda-beda terhadap P. acnes
dan S. epidermidis.
11
Aktivitas Antibakteri Kangen…, Prayogo Pangestu, Fakultas Farmasi, UMP, 2017