KARYA TULIS AKHIR UJI DAYA ANTIMIKROBA EKSTRAK ETANOL BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) TERHADAP BAKTERI Corynebacterium diphtheriae SECARA In Vitro Oleh: PRASTITI RAHMANITA 201110330311140 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN 2015 HASIL PENELITIAN UJI DAYA ANTIMIKROBA EKSTRAK ETANOL BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) TERHADAP BAKTERI Corynebacterium diphtheriae SECARA In Vitro KARYA TULIS AKHIR Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Fakultas Kedokteran Oleh PRASTITI RAHMANITA 201110330311140 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN 2015 ii iii iv KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis telah berhasil menyelesaikan penelitian yang berjudul “Uji Daya Antimikroba Ekstrak Etanol Bawang Putih (Allium sativum L.) Terhadap Bakteri Corynebacterium diphtheriae Secara In Vitro”. Penulisan penelitian ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Kedokteran Jurusan Pendidikan Dokter pada Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini jauh dari sempurna, walaupun demikian penulis telah berusaha semaksimal mungkin serta mendapatkan bantuan dan bimbingan dari dosen pembimbing dalam rangka penyusunan. Tanpa bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, sangatlah tidak mudah menjalani masa perkuliahan hingga pada penyusunan tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga penelitian ini dapat menambah wawasan dan bermanfaat bagi semua pihak. Malang, 11 Februari 2015 Penulis v LEMBAR PERSEMBAHAN 1. dr. Irma Suswati, M.Kes selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang dan Pembimbing I atas bimbingan, dukungan, saran dan bantuan yang telah diberikan dalam penyusunan karya tulis akhir ini. 2. dr. Rahayu, Sp.S selaku Pembantu Dekan II Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. 3. dr. Iwan Sis Indrawanto, Sp.KJ selaku Pembantu Dekan III Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. 4. dr. Andhika Maharani selaku Pembimbing II atas bimbingan, ketelitian, dukungan, saran dan bantuan yang telah diberikan dalam penyusunan karya tulis akhir ini. 5. dr. Oei Stefani Yuanita WIdodo, DTM&H selaku Penguji atas saran, kritik dan bimbingannya dalam penyusunan karya tulis akhir ini. 6. dr. Melany Farahdilla, Sp.A., M.Kes. selaku Penguji atas saran, kritik dan bimbingannya dalam penyusunan karya tulis akhir ini. 7. Orang tua tercinta Ayahanda dr. Prasodjo, Sp.A dan Ibunda Mudjiati,Amd.Keb.S.S.T., serta kakak Arif Prasetyo dan Ibnu Wibisono yang selama ini menjadi motivator terbesar untuk menjalani kuliah, memberikan dukungan dan senantiasa mendoakan penulis. 8. Para dosen Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Staff TU Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. vi 10. Laboran Lab. Biomedik Mbak Fatma, Pak Joko, Mas Nyono, dan seluruh Asisten Lab Biomedik yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Teman-teman satu proyek Mas Choirin Nur dan Mas Agung Rudiardi yang banyak bertukar informasi dan memberi semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 12. Sahabat-sahabatku Nada, Aulia, Adhe, Adhinda, Pamela, Sidika, Firman, Brando, Dendy, Wahyu, Abay, Yusuf, Rodi, Faris yang telah memberi keceriaan, semangat dan dukungan tiada henti dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 13. Sahabat-sahabatku Dini, Qonita, Inne, Kitty, Suci, Risyuana, Salsabila, Hesty yang senantiasa memberi keceriaan, semangat dan dukungan tiada henti dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 14. Semua Sejawat Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang angkatan 2011 dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. vii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iii LEMBAR PENGUJIAN ........................................................................................ iv KATA PENGANTAR ........................................................................................... v LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................. vi ABSTRAK ............................................................................................................ viii ABSTRACT ............................................................................................................ ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xiii DAFTAR GRAFIK................................................................................................ xiv DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xvii BAB 1 - PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang.............................................................................................. 1 1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................... 3 1.3. Tujuan .......................................................................................................... 3 1.3.1. Tujuan Umum...................................................................................... 3 1.3.2. Tujuan Khusus ..................................................................................... 3 1.4. Manfaat ........................................................................................................ 4 1.4.1. Manfaat Akademis ............................................................................... 4 1.4.2. Manfaat Klinis ..................................................................................... 4 BAB 2 - TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 5 2.1. Tinjauan Umum Corynebacterium diphtheriae ............................................. 5 2.1.1. Klasifikasi Bakteri (Corynebacterium diphtheriae) .............................. 5 2.1.2. Epidemiologi ....................................................................................... 5 2.1.3. Morfologi ............................................................................................ 6 2.1.4. Pembenihan ......................................................................................... 7 2.1.5. Struktur Sel.......................................................................................... 9 x 2.1.6. Produksi Toksin Bakteri Corynebacterium diphtheriae ........................ 10 2.1.7. Patogenesis .......................................................................................... 11 2.1.8. Manifestasi Klinis Infeksi Corynebacterium diphtheriae...................... 12 2.1.9. Diagnosis Laboratorium....................................................................... 13 2.1.10. Pengobatan .......................................................................................... 14 2.2. Tinjauan Umum Bawang Putih (Allium sativum L.) ...................................... 15 2.2.1. Taksonomi ........................................................................................... 15 2.2.2. Nama ................................................................................................... 15 2.2.3. Morfologi Tumbuhan ........................................................................... 16 2.2.4. Khasiat ................................................................................................ 17 2.2.5. Kandungan Kimia ................................................................................ 18 2.2.6. Hasil Penelitian Bawang Putih sebagai Efek Antimikroba .................... 21 2.3. Tinjauan Umum Zat Antimikroba ................................................................. 21 2.3.1. Antimikroba Ideal ................................................................................ 21 2.3.2. Mekanisme Resistensi terhadap Antimikroba ....................................... 22 2.3.3. Uji Kepekaan terhadap Antimikroba (in vitro) ..................................... 23 2.3.3.1. Metode Dilusi ............................................................................. 23 2.3.3.2. Metode Difusi Cakram................................................................ 23 BAB 3 - KERANGKA KONSEP ........................................................................... 25 3.1. Kerangka Konsep ......................................................................................... 25 3.2. Hipotesis Penelitian ...................................................................................... 27 BAB 4 - METODE PENELITIAN ......................................................................... 28 4.1. Jenis Penelitian ............................................................................................. 28 4.2. Waktu dan Lokasi Penelitian ......................................................................... 28 4.3. Populasi dan Sampel Penelitian..................................................................... 28 4.3.1. Populasi ............................................................................................... 28 4.3.2. Sampel................................................................................................. 28 4.3.3. Estimasi Jumlah Pengulangan .............................................................. 28 4.4. Jenis Variabel ............................................................................................... 29 4.4.1. Variabel Bebas .................................................................................... 29 4.4.2. Variabel Tergantung ............................................................................ 29 4.5. Definisi Operasional ..................................................................................... 29 4.6. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................................. 30 4.6.1. Alat dan Bahan Pembuatan Ekstrak Etanol Bawang Putih .................... 30 4.6.2. Alat dan Bahan Pembuatan Blood Tellurite Agar ................................. 31 4.6.3. Alat dan Bahan Uji Kepekaan Ekstrak Etanol Bawang Putih ................ 32 4.7. Prosedur Penelitian ....................................................................................... 32 4.7.1. Sterilisasi Alat ..................................................................................... 32 4.7.2. Pembuatan Medium Blood Telurit Agar ............................................... 33 xi 4.7.3. 4.7.4. 4.7.5. 4.7.6. Pembuatan Medium Nutrient Brooth.................................................... 33 Pembuatan Pembenihan Cair ............................................................... 34 Pembuatan Ekstrak Etanol Bawang Putih ............................................. 35 Uji Efektifitas Kepekaan Larutan Ekstrak Etanol Bawang Putih terhadap Corynebacterium diphtheriae ................................................ 36 4.8. Skema Alur Penelitian .................................................................................. 40 4.9. Analisis Data ................................................................................................ 40 BAB 5 – HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS DATA ..................................... 42 5.1. Efek Antimikroba Ekstrak Etanol Bawang Putih (Allium sativum L.) terhadap Corynebacterium diphtheriae ......................................................... 42 5.1.1. KHM Ekstrak Etanol Bawang Putih ..................................................... 42 5.1.2. KBM Ekstrak Etanol Bawang Putih ..................................................... 43 5.2. Analisis Data ................................................................................................ 44 5.2.1. Uji Asumsi untuk Uji ANOVA ............................................................ 44 5.2.2. Uji Kruskal Wallis ............................................................................... 45 5.2.3. Uji Mann Whitney ................................................................................ 46 5.2.4. Uji Regresi dan Uji Korelasi ................................................................ 47 BAB 6 – PEMBAHASAN ..................................................................................... 51 BAB 7 – KESIMPULAN DAN SARAN................................................................ 56 7.1. Kesimpulan................................................................................................... 56 7.2. Saran ............................................................................................................ 56 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 58 xii DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Corynebacterium diphteriae ............................................................... 7 Gambar 2.2 Corynebacterium diphteriae ............................................................... 7 Gambar 2.3 Struktur lapisan sel Corynebacterium diphteriae ................................. 10 Gambar 2.4 Patogenesis penyakit difteri ................................................................ 12 Gambar 2.5 Bawang putih (Allium sativum L.) ....................................................... 16 Gambar 2.6 Struktur kimia dan unsur pokok aktif bawang putih ............................ 19 Gambar 2.7 Transformasi unsur pokok aktif bawang putih ..................................... 19 Gambar 3.1 Skema kerangka konseptual ................................................................ 25 Gambar 4.1 Penuangan ekstrak bawang putih ........................................................ 36 Gambar 4.2 Memasukkan ekstrak ke tabung 2 dan tabung 3................................... 37 Gambar 4.3 Memindahkan sebagian larutan ke tabung selanjutnya ........................ 37 Gambar 4.4 Konsentrasi awal ekstrak bawang putih ............................................... 38 Gambar 4.5 Konsentrasi akhir masing-masing tabung ............................................ 38 Gambar 4.6 Hasil akhir tabung beserta pengulangan .............................................. 39 Gambar 4.7 Skema alur penelitian penentuan KHM dan KBM ............................... 40 xiii DAFTAR GRAFIK Grafik 2.1 Data Kasus Difteri di Jatim 2008-2012 .................................................. 6 Grafik 2.2 Grafik Pertumbuhan Bakteri .................................................................. 8 Grafik 5.1 Besarnya Pengaruh Setiap Konsentrasi Ekstrak Etanol Bawang Putih terhadap Jumlah Bakteri Corynebacterium diphteriae ............................ 47 Grafik 5.2 Grafik Linieritas .................................................................................... 49 xiv DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Berbagai Macam Bakteri Sensitif Terhadap Allisin ................................. 21 Tabel 4.1 Standar Kepadatan Bakteri Berdasarkan Jenis Bakteri ............................ 34 Tabel 5.1 Tingkat Kejernihan Dilusi Tabung .......................................................... 42 Tabel 5.2 Jumlah Koloni Corynebacterium diphteriae dalam Beberapa Konsentrasi Ekstrak Etanol Bawang Putih.............................................. 43 Tabel 5.3 Hasil Uji Mann Whitney Perbandingan Potensi Ekstrak etanol bawang putih ...................................................................................................... 46 xv DAFTAR SINGKATAN CFR : Case Fatality Rate ADS : Anti Diphtheriae Serum KHM : Kadar Hambar Minimum KBM : Kadar Bunuh Minimum ATCC : American Type Culture Collection DNA : Deoxyribonucleic Acid RNA : Ribonucleic Acid NCCLS : National Committee for Clinical Laboratory Standards xvi DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Surat Identifikasi Bawang Putih (Allium sativum L.) dari UPT Materia Medica Batu ........................................................................... 61 Lampiran 2 Certificate of analysis : Lyophilized Microorganism Specification and Performance Upon Release.................................................................. 62 Lampiran 3 Gambar Alat, Bahan, dan Proses Penelitian ......................................... 63 Lampiran 4 Hasil Uji Kepekaan Ekstrak Etanol Bawang Putih (Allium sativum L.) terhadap Corynebacterium diphtheriae ................................................ 66 Lampiran 5 Hasil Uji Analisis ................................................................................ 71 Lampiran 6 Surat Keterangan Bukti Penelitian ....................................................... 120 Lampiran 7 Kartu Konsultasi Tugas Akhir ............................................................. 121 xvii DAFTAR PUSTAKA Adi, Prasetyo; Noorhamdani, AS; Chielwin, Irene Griselda. 2011. Uji Efektivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Bawang Putih (Allium sativum) terhadap Pertumbuhan Streptococcus mutans Penyebab Karies Secara In Vitro. Malang: Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya Ankri, Serge; Mirelman, David. 1999. Antimicrobial properties of allicin from garlic. Paris : Elsevier, 1999. - Department of Biological Chemistry, Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel Arista, Moh Syafiq; Dewi, Sri Sinto; Darmawati, Sri. 2013. Efektifitas Antibakteri Infusa Biji Pepaya (Carica papaya Linn) terhadap Bakteri Staphylococcus aureus, Escherichia coli dan Pseudomonas aeruginosa Secara In Vitro. Semarang : Universitas Muhammadiyah Semarang (UNIMUS) Atmojo, Utomo, dr., Sp.KK; Hidayati, Aliyah, dr., SpTHT-KL. 2012. Difteri Saluran Nafas Atas // ENT-Dermatovenereology. Diakses pada Agustus 2014, http://utomoaliyah.com/ Bennett, Norman, B.Sc.(Hons.), C.Eng, MICE; Josling, Peter D, B.Sc.(Hons.); Cutler Dr Ron, DMS, PhD, MSc. 2008. Stabilised allicin (Allisure®) » a unique natural antimicrobial agent. European Journal For Nutraceutial Research Brooks, Geo [et al.]. 2007. Jawetz, Melnick & Adelberg's Medical Microbiology. McGraw-Hill Companies - 24th Burkovski, Andreas. 2012. Cell Envelope of Corynebacteria: Structure and Influence on Pathogenicity = ISRN Microbiology .Germany: Hindawi Publishing Corporation CDC. 2012. Diphtheria Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases. USA : Centers for Disease Control and Prevention Darsana, I Gede Oka; Besung, I Nengah Kerta; Mahatmi, Hapsari. 2012. Potensi Daun Binahong (Anredera Cordifolia (Tenore) Steenis) dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri Escherichia Coli secara In Vitro.Denpasar, Bali : Indonesia Medicus Veterinus, Universitas Udayana Dinas Kesehatan Jatim. 2013. Profil Kesehatan Provinsi Jawa Timur Tahun 2012. Surabaya : Dinas Kesehatan Provinsi Jawa Timur DPPKA (Dinas Pendapatan, Pengelolaan, Keuangan dan Aset) Kota Probolinggo, 2015. Harga Bahan Pokok Pasar di Kota Probolinggo. Dzen, Sjoeker M. [et al.] 2010. Bakteriologi Medik. Surabaya : Putra Media Nusantara 58 59 Hidayat, A. Aziz Alimul. 2010. Metode Penelitian Kebidanan dan Teknik Analisis Data. Jakarta : Salemba Medika Ilić, Dušica P. [et al.]. 2011. Allicin And Related Compounds: Biosynthesis, Synthesis and Pharmacological Activity. Serbia: FACTA UNIVERSITATIS-Vol.9, Univesity of Nis Sarwono, Jonathan. 2006. Metode Penelitian Kuantitatif dan Kualitatif. Penerbit Graha Ilmu Yogyakarta Kementerian Kesehatan RI. 2013. Katalog dalam Terbitan Kementerian Kesehatan RI= HEALTH STATISTICS : Pusat Data dan Informasi Profil Kesehatan Indonesia 2012 / Departemen Kesehatan. Jakarta: Kementerian Kesehatan Republik Indonesia Levinson, Warren. 2000. Review of Medical Microbiology & Immunology 11th Edition: Chapter 17. Gram-Positive Rods. San Francisco : McGraw-Hill Companies Lingga, Martha Elselina; Rustama, Mia Miranti. 2005. Uji Aktivitas Antibakteri dari Ekstrak Air dan Etanol Bawang Putih (Allium sativum L.) terhadap Bakteri Gram Negatif dan Gram Positif yang Diisolasi dari Udang Dogol (Metapenaeus monoceros), Udang Lobster (Panulirus sp), dan Udang Rebon (Mysis dan Acetes). Bandung: Universitas Padjajaran Nur, Choirin. 2013. Penggunaan Ekstrak Bawang Bombay (Allium cepa L.) terhadap Bakteri Corynebacterium diphtheriae secara In Vitro. Malang: Fakultas Kedokteran Muhammadiyah Malang Liu, Benedict. 2005. Amazing Garlic Therapy. Jakarta : Prestasi Pustaka Raya Pelczar, Michael J, Jr.; Chan, Mikrobiologi. Jakarta : UI Press E.C.S. 2005. Dasar-Dasar Pereira, Gabriela Andrade [et al.]. 2008. Antimicrobial resistance among Brazilian Corynebacterium diphtheriae strains. Rio de Janeiro, Brasil : Mem Inst Oswaldo Cruz, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro Prabowo, Eko Yudho Hadi. 2012. Perilaku Ibu dalam Pencegahan Penyakit Difteri pada Anak Usia 1-5 Tahun di RT 1 RW 2 Desa Tanjung Rejo Kecamatan Badegan Kabupaten Ponorogo. Ponorogo: FIK Universitas Muhammadiyah Puspitasari, Indri. 2008. Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Bawang Putih (Allium sativum Linn) terhadap Bakteri Staphylococcus aureus In Vitro. Semarang: Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Ramadanti, Irmudita Ari. 2008. Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Bawang Putih (Allium sativum Linn) terhadap Bakteri Escherichia coli In Vitro. Semarang : Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro 60 Rian, Rinaldi. 2008. Efek Air Perasan Bawang Putih (Allium sativum Liinn) Terhadap Pertumbuhan Koloni Bakteri Escherichia coli. Malang: Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah. Rukmana, Rahmat, Ir., H., MBA., M.Sc.. 1995. Budidaya Bawang Putih. Yogyakarta: Kanisius Rusmana, Djaja; Tyasrini, Endah; Limmargo, Inggreat. 2006. Mekanisme Toksigenitas Molekuler dan Potensi. Jurnal Kedokteran Maranatha : Vol. 5. Rusmil, Kusnandi [et al.]. 2011. Wabah Difteri di Kecamatan Cikalong Wetan, Kabupaten Cianjur, Jawa Barat, Indonesia. Jakarta: Sari Pediatri, Vol. 12, Ikatan Dokter Anak Indonesia Ryan, Kenneth J; Drew, W. Lawrence. 2010. Pathogenic Bacteria : Chapter 26, Corynebacterium, Listeria, and Bacillus From Book Sherris Medical Microbiology. McGraw Hill Professional, 5th Sativa, Prima Randisa. 2009. Uji Daya Antibakteri Ekstrak Bawang Putih (Allium sativum L.) Terhadap Staphylococcus Aureus ATCC 6538 dan Escherichia coli ATCC 11229 Secara In Vitro. Surakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Sunarno; Sariadji, Kambang; Wibowo, Holly Arif. 2013. Potensi Gen dtx dan dtxr Sebagai Marker Untuk Deteksi dan Pemeriksaan Toksigenisitas Corynebacterium diphtheriae. Jakarta: Buletin Penelitian Kesehatan Syamsiah, Iyam Siti, Dra., Apt.; Tajudin, S.si. 2003. Khasiat & Manfaat Bawang Putih: Raja Antibiotik Alam. Jakarta : AgroMedia Todar, Kenneth. 2005. Todar’s Online Textbook of Bacteriology [Online]. University of Wisconsin, Madison. Diakses pada Agustus 2014. http://www.textbookofbacteriology.net/ Wiryawan, K G; Suharti, S.; Bintang, M.. 2005. Kajian Antibakteri Temulawak, Jahe dan Bawang Putih terhadap Salmonella lyphimuriam serta Pengaruh Bawang Putih terhadap Performans dan Respon Imun Ayam Pedaging. Bogor: Media Peternakan, Fakultas Peternakan IPB, Vol. 28. Zein, Umar. 2005. Pemanfaatan Tumbuhan Obat dalam Upaya Pemeliharaan Kesehatan. Sumatra Utara: e-USU Repository