1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Jerawat

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Jerawat atau yang biasa disebut dengan acne vulgaris adalah gangguan pada
folikel rambut dan kelenjar sebasea (Harper & Fulton, 2007). Walaupun bukan
merupakan penyakit serius yang mengakibatkan kematian, namun pengaruh
psikologis (misalnya krisis kepercayaan diri, depresi, dan kegelisahan) akibat
jerawat setara dengan pengaruh yang diakibatkan penyakit sistemik, seperti
diabetes dan epilepsi (Mallon dkk., 1999; Dalgard dkk., 2008; Uhlenhake dkk.,
2010).
Jerawat terjadi akibat tersumbatnya folikel pilosebasea (saluran minyak)
yang salah satu penyebabnya adalah infeksi bakteri Propionibacterium acne,
Staphylococcus
epidermidis
dan
Staphylococcus
aureus
(Mitsui,
1997;
Wasitaatmadja, 1997).
Pengobatan yang biasa dilakukan untuk kasus jerawat adalah antibiotik, baik
oral maupun topikal. Penggunaan antibiotik dalam jangka panjang selain dapat
menimbulkan resistensi mikroba juga dapat menimbulkan kerusakan organ dan
imunohipersensitivitas (Wasitaatmadja, 1997). Oleh karena itu perlu dilakukan
penelitian untuk memperoleh alternatif pengobatan jerawat menggunakan bahan
atau senyawa yang lebih aman dan tidak menimbulkan resistensi.
Pada saat ini bahan alam semakin marak digunakan dalam pengobatan
karena bahan alam dinilai memiliki efek samping yang lebih rendah dibanding
obat sintesis atau kimia, harganya lebih terjangkau, dan bahan bakunya mudah
1
2
diperoleh. Salah satu tanaman yang memiliki potensi untuk dikembangkan dalam
pengobatan terutama sebagai agen antibakteri adalah seledri (Apium graveolens
L.). Seledri terbukti memiliki aktivitas antibakteri. Berdasarkan penelitian
Khaerati & Ihwan (2011), ekstrak etanolik seledri memiliki aktivitas
bakteriostatik terhadap E. coli dan S. aureus.
Berdasarkan penelitian Setyowati (2015), ekstrak etanolik seledri dapat
menghambat pertumbuhan bakteri P. acne. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui apakah ekstrak etanolik seledri juga dapat menghambat pertumbuhan
bakteri penyebab jerawat lainnya yaitu S. epidermidis dan S. aureus. Kedua
bakteri tersebut menimbulkan infeksi sekunder pada jerawat, infeksi bertambah
parah jika jerawat sudah bernanah (Mitsui, 1997). Dengan diketahuinya aktivitas
ekstrak etanolik seledri terhadap bakteri penyebab jerawat diharapkan dapat
digunakan sebagai alternatif pengobatan jerawat yang lebih aman.
Aktivitas suatu tanaman bahan alam (herbal) berhubungan dengan
kandungan metabolit sekunder yang terdapat di dalamnya. Metabolit sekunder
yang terkandung dalam seledri diantaranya terpenoid, flavonoid, saponin, dan
kumarin (Nasri dkk., 2008; Chen dkk., 1998) dilaporkan memiliki aktivitas
antibakteri.
Sintesis metabolit sekunder merupakan respon terhadap faktor eksternal dan
bagian dari strategi adaptasi terhadap lingkungan. Faktor eksternal meliputi
kondisi daerah tumbuh diantaranya ketinggian daerah tumbuh, curah hujan dan
pH tanah, suhu dan kelembaban, serta intensitas cahaya matahari (Djajadiningrat,
1990; Mustafa dkk., 2012; Morison & Lawlor, 1999). Daerah tumbuh suatu
3
tanaman dapat mempengaruhi kualitas dan komposisi metabolit sekunder di
dalamnya, sehingga daerah tumbuh juga mempengaruhi aktivitas dari metabolit
sekunder yang dihasilkan, termasuk aktivitas antibakteri. Pada penelitian ini herba
seledri yang digunakan berasal dari tiga daerah berbeda, yaitu Wonosobo,
Tawangmangu, dan Sukabumi, untuk mengetahui ada/tidaknya pengaruh
perbedaan daerah tumbuh seledri terhadap aktivitas antibakteri S. epidermidis dan
S. aureus.
B. Rumusan Masalah
1. Apakah ekstrak etanolik seledri dari ketiga daerah mempunyai aktivitas
antibakteri terhadap S. epidermidis ATCC 12228 dan S. aureus ATCC 25923?
2. Apakah ekstrak etanolik seledri dari ketiga daerah tumbuh berbeda mempunyai
aktivitas antibakteri yang berbeda?
3. Berapakah Kadar Hambat Minimum (KHM) dan Kadar Bunuh Minimum
(KBM) ekstrak etanolik seledri terhadap bakteri S. epidermidis ATCC 12228
dan S. aureus ATCC 25923?
4. Golongan senyawa apakah yang terkandung dalam ekstrak etanolik seledri?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui aktivitas antibakteri dari ekstrak etanolik seledri terhadap S.
epidermidis ATCC 12228 dan S. aureus ATCC 25923.
2. Mengetahui ada/tidaknya perbedaan aktivitas antibakteri ekstrak etanolik
seledri berdasarkan perbedaan daerah tumbuh.
4
3. Mengetahui Kadar Hambat Minimum (KHM) dan Kadar Bunuh Minimum
(KBM) ekstrak etanolik seledri terhadap bakteri S. epidermidis ATCC 12228
dan S. aureus ATCC 25923.
4. Mengetahui golongan senyawa yang terkandung dalam ekstrak etanolik seledri.
D. Pentingnya Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai aktivitas
antibakteri dari ekstrak etanolik seledri terhadap S. epidermidis ATCC 12228 dan
S. aureus ATCC 25923 serta ada/tidaknya perbedaan aktivitas antibakteri tersebut
berdasarkan pengaruh daerah tumbuh. Keberhasilan penelitian ini diharapkan
dapat meningkatkan daya guna dan mengoptimalkan potensi seledri sebagai
alternatif pengobatan jerawat akibat bakteri S. epidermidis dan S. aureus yang
lebih aman.
E. Tinjauan Pustaka
1. Uraian Tanaman Seledri (Apium graveolens L.)
a. Klasifikasi Tanaman
Divisi
: Spermatophyta
Sub-divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Apiales
Famili
: Apiaceae
Genus
: Apium
5
Species
: Apium graveolens L.
(Backer & Van den Brink, 1965)
b. Nama Daerah
Apium graveolens L. memiliki beberapa nama daerah seperti seledri
(Melayu), saladri (Sunda) (Anonim, 2001), selederi, seleri, daun sop, daun
soh, sadri, dan sederi (Jawa) (Anonim, 2010a).
c. Morfologi Tananaman
Tanaman seledri merupakan herba dengan tinggi kurang lebih 50 cm,
umur 1-2 tahun, batang tidak berkayu, beralur, beruas, bercabang, tegak, hijau
pucat. Daun tipis majemuk, daun muda melebar atau meluas dari dasar, hijau
mengkilat, segmen dengan hijau pucat, tangkai di semua atau kebanyakan
daun merupakan sarung. Bunga tunggal dengan tangkai yang jelas, sisi
kelopak yang tersembunyi, daun bunga putih kehijauan atau merah jambu
pucat dengan ujung yang bengkok. Bunga betina majemuk yang jelas, tidak
bertangkai atau bertangkai pendek, sering mempunyai daun berhadapan atau
berbatasan dengan tirai bunga. Tirai bunga tidak bertangkai atau dengan
tangkai bunga tidak lebih dari 2 cm panjangnya. Daun bunga putih kehijauan
atau putih kekuningan1/2-3/4 mm panjangnya. Buah sekitar 1 mm
panjangnya, batang angular, berlekuk, sangat aromatik, akar tebal (Backer &
Van den Brink, 1965).
d. Kandungan Kimia
Seledri memiliki kandungan minyak atsiri, flavonoid (apigenin, apiin,
isokuersetin) (Nasri dkk., 2008), saponin, kumarin, polisakarida, glikosida
6
jantung (Chen dkk., 1998), tanin 1%, sedanolida, asam sedanoat, manitol,
kalsium, fosfor, besi, protein, glisidol, vitamin (A, B1, B2, C, dan K) Anonim
(2010a).
Ekstrak etanolik seledri mengandung tanin, flavonoid, steroid,
triterpenoid, dan alkaloid. Sedangkan serbuk kering herba seledri juga
mengandung saponin (Iswantini dkk., 2012).
e. Khasiat
Herba seledri berkhasiat sebagai obat tekanan darah tinggi, obat masuk
angin dan penghilang rasa mual (Anonim, 2001). Selain itu berkhasiat
sebagai peluruh haid (Anonim, 1985), obat sakit mata xeroptalmia dan terkilir
(Mardisiswojo & Rajakmangunsudarso, 1985).
f. Penelitian Terdahulu
Ekstrak dietil eter dari seledri memiliki aktivitas penghambatan
terhadap bakteri K. pneumonia, M. smegmatis, M. luteus, S. aureus dan C.
albicans
(Dostbil,
2007).
Minyak
atsiri seledri
memiliki
aktivitas
penghambatan yang kuat terhadap E. coli dan sedang terhadap P. aeruginosa
dan S. aureus (Baananou dkk., 2013). Ekstrak etanolik seledri memiliki
aktivitas bakteriostatik terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus
(Khaerati & Ihwan, 2011).
2. Ekstraksi
Ekstraksi adalah peristiwa perpindahan massa zat aktif yang semula
berada di dalam sel, ditarik oleh cairan penyari sehingga zat aktif larut dalam
7
cairan penyari (Ditjen POM, 1986), sedangkan ekstrak adalah sediaan pekat
yang diperoleh dengan mengekstraksi zat aktif dari simplisia nabati atau
hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua
pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian
rupa hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan (Ditjen POM, 1995).
Ekstraksi dipengaruhi oleh derajat kehalusan serbuk. Semakin keras
simplisia maka semakin panjang tebal lapisan batas, sehingga konsentrasi zat
aktif yang terlarut dan tertinggal dalam sel semakin banyak. Oleh karena
simplisia perlu diserbuk sehalus mungkin dan dijaga jangan terlalu banyak sel
yang pecah. Simplisia yang lunak mudah ditembus oleh cairan penyari
sehingga tidak perlu diserbuk sampai halus. Perbedaan konsentrasi pada pusat
butir serbuk simplisia hingga permukaannya (tebal lapisan batas) juga
mempengaruhi penyarian. Semakin besar perbedaan konsentrasi maka semakin
besar daya dorong untuk perpindahan massa, sehingga semakin cepat
ekstraksinya. Cairan penyari harus dapat mencapai seluruh serbuk dan secara
terus menerus mendesak larutan yang memiliki konsentrasi yang lebih tinggi
keluar (Ditjen POM, 1986).
Zat aktif yang terkandung dalam simplisia bermacam-macam. Struktur
kimia yang berbeda mempengaruhi kelarutan serta stabilitas senyawa-senyawa
tersebut terhadap, pemanasan, logam berat, udara, cahaya, dan derajat
keasamanan. Dengan mengetahui zat aktif yang dikandung simplisia akan
mempermudah pemilihan cairan penyari dan cara ekstraksi yang tepat (Ditjen
POM, 1986), diantaranya sifat kepolaran, dimana dapat dilihat dari gugus polar
8
senyawa tersebut yaitu gugus OH dan COOH. Senyawa polar lebih mudah
larut dalam pelarut polar sedangkan senyawa non polar lebih mudah larut
dalam pelarut non polar (Ditjen POM, 1992). Ekstraksi selain memperhatikan
sifat fisik simplisia dan sifat zat aktifnya, harus memperhatikan zat-zat yang
sering terdapat dalam simplisia seperti protein, karbohidrat, lemak, dan gula.
Maserasi merupakan cara ekstraksi yang sederhana. Maserasi dilakukan
dengan merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan
menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat
aktif, zat aktif akan larut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara
larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel, maka larutan yang
terpekat didesak ke luar. Peristiwa tersebut berulang sehingga terjadi
keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel.
Pengadukan diperlukan untuk meratakan konsentrasi larutan di luar butir
serbuk simplisia, sehingga terjaga adanya perbedaan konsentrasi yang sekecilkecilnya antara larutan di dalam sel dengan larutan di luar sel. Keuntungan
ekstraksi dengan maserasi adalah cara pengerjaan dan peralatan yang
digunakan sederhana dan mudah diusahakan serta tidak digunakan panas
sehingga tidak merusak kandungan senyawa dalam tanaman.. Kerugiannya
adalah cara pengerjaannya lama dan menyari kurang sempurna. Oleh karena itu
dilakukan remaserasi dimana ampas hasil maserasi pertama digunakan untuk
maserasi ulang menggunakan cairan penyari baru dengan jenis dan volume
yang sama. Pada penyari baru tersebut belum terjadi kejenuhan zat aktif dan
9
masih mempunyai gradien konsentrasi sehingga dapat meningkatkan zat aktif
yang terlarut (Ditjen POM, 1986).
3. Jerawat
Jerawat atau yang biasa disebut acne vulgaris adalah gangguan pada
folikel rambut dan kelenjar sebasea, umumnya terjadi pada masa remaja dan
dapat pula dialami oleh dewasa. Bagian tubuh yang banyak ditumbuhi jerawat
adalah bagian wajah, dada, dan punggung (Harper & Fulton, 2007).
Jerawat terjadi akibat tersumbatnya folikel pilosebasea, sehingga
menyebabkan sebum tidak dapat keluar dan menimbulkan peradangan.
Peradangan ini menyebabkan komedo yang merupakan permulaan terjadinya
jerawat (Wasitaatmadja, 1997). Faktor utama penyebab terjadinya jerawat
adalah peningkatan produksi sebum, peluruhan keratinosit, pertumbuhan
bakteri, dan inflamasi (Athikomkulchai dkk., 2008).
Menurut Wasitaatmadja (1997), penyebab terjadinya jerawat adalah
penyumbatan pada saluran minyak yang diakibatkan oleh:
a. Perubahan jumlah dan konsistensi lemak kelenjar yang dipengaruhi oleh
faktor hormonal, infeksi bakteri, makanan, penggunaan obat-obatan, dan
psikososial.
b. Tertutupnya saluran kelenjar sebasea oleh massa eksternal, seperti kosmetik,
bahan kimia, debu, dan polusi.
c. Saluran keluar kelenjar sebasea menyempit (hiperkeratosis) akibat radiasi
sinar ultraviolet, sinar matahari, atau sinar radio aktif
10
Penanggulangan jerawat meliputi usaha pencegahan terjadinya jerawat
(preventif) dan pengobatan jerawat yang terjadi. Usaha pencegahan dapat
dilakukan dengan penggalakan cara hidup teratur dan sehat, menjaga
kebersihan kulit dari kelebihan minyak, jasad renik, kosmetik, debu, kotoran,
dan polusi lainnya yang dapat menghambat folikel sebagai pemicu timbulnya
jerawat (Wasitaatmadja, 1997), sedangkan usaha pengobatan jerawat dilakukan
dengan penggunaan antibiotik topikal untuk mengobati jerawat ringan (mild)
hingga sedang (moderate), antibiotik oral/sistemik untuk jerawat sedang
(moderate) hingga parah (severe) atau jika manifestasi penyakit tersebut
menyebabkan stres psikososial bagi pasien. Beberapa kelompok antibiotik
yang biasa digunakan dalam pengobatan jerawat adalah sulfonamide,
makrolida, tetrasiklin, dan dapson. Meskipun demikian, penggunaan antibiotik
secara luas dan dalam jangka waktu lama menyebabkan resistensi terhadap P.
acne dan Staphylococcus. Penggunaan antibiotik sering dikombinasi dengan
retinoid, terapi hormonal, dan benzoyl peroxide (Tan & Tan, 2005; Eady,
1998; Leyden dkk., 2009). Pada wanita, pengobatan jerawat ringan hingga
sedang dapat dikombinasikan dengan kontrasepsi oral (Arowojolu dkk., 2009).
4. Uraian Mikrobiologi
a. Bakteri
Bakteri merupakan organisme bersel tunggal yang hidup bebas tanpa
klorofil dan memiliki baik DNA maupun RNA (Gupte, 1990). Menurut
Jawetz dkk. (1991), siklus pertumbuhan bakteri terdiri atas 4 fase:
11
1) Fase Lag (penyesuaian diri)
Fase lag mewakili periode dimana sel, mengalami kekurangan metabolit
dan enzim sebagai hasil dari kondisi tidak menguntungkan yang
dipertahankan sebelumnya, beradaptasi ke lingkungan baru. Enzim dan
senyawa intermediate dibentuk dan berakumulasi hingga mencapai
konsentrasi yang diperlukan untuk pertumbuhan dilanjutkan kembali.
2) Fase Log atau eksponensial (pembelahan)
Fase dimana material sel baru disintesis dengan kecepatan konstan, tetapi
material baru tersebut merupakan katalis, dan massa meningkat secara
eksponensial. Hal ini berlanjut hingga nutrisi dalam media habis atau
terjadi akumulasi metabolit toksik dan menghambat pertumbuhan.
3) Fase stasioner
Kondisi kekurangan nutrisi atau akumulasi produk toksik mengakibatkan
pertumbuhan terhenti. Dalam beberapa kasus, sel mengalami fase stasioner
dimana jumah sel baru yang dibentuk seimbang dengan jumlah sel yang
mati, sehingga jumlah bakteri yang hidup tetap sama.
4) Fase penurunan/kematian
Setelah periode waktu pada fase stasioner yang bervariasi pada tiap
organisme dan kondisi kultur, kecepatan kematian meningkat sampai
mencapai tingkat yang tetap. Setelah mayoritas sel mati, kecepatan
kematian menurun hingga drastis, sehingga hanya sejumlah kecil sel yang
hidup.
12
Bakteri termasuk dalam golongan prokariota, yang strukturnya lebih
sederhana dari eukariota, kecuali bahwa struktur dinding sel prokariota lebih
komplek dari eukariota (Assani, 1993).
Berdasarkan struktur pembungkus sel dan dinding sel, bakteri
dikelompokkan menjadi dua kelompok utama, yaitu bakteri Gram positif dan
Gram negatif. Pembungkus sel bakteri Gram negatif merupakan struktur
berlapis-lapis dan sangat kompleks, terdiri dari selaput sitoplasmik
(dinamakan selaput dalam pada Gram negatif) dikelilingi oleh lapisan datar
tunggal dari peptidoglikan, lipoprotein selaput luar, dan polisakarida yang
tersusun dari lipid, lemak, dan substansi lipid dalam jumlah yang besar
sehingga dinding sel bakteri ini bersifat non polar. Pembungkus sel pada
bakteri Gram positif relatif lebih sederhana, hanya terdiri dari 3 lapisan, yaitu
selaput sitoplasmik, lapisan peptidoglikan yang tebal, dan lapisan luar
bervariasi yang dinamakan simpai. Dinding sel pada bakteri Gram positif
terutama terdiri atas peptidoglikan dan asam teikhoat. Asam teikhoat
merupakan polimer yang larut dalam air, berfungsi sebagai transport ion
positif untuk keluar atau masuk. Sifat larut air inilah yang menunjukkan
bahwa dinding sel bakteri Gram positif bersifat lebih polar. Senyawa polar
akan lebih mudah berinteraksi dengan lapisan peptidoglikan pada dinding sel
bakteri Gram positif yang bersifat polar (Jawetz dkk., 1991).
b. Bakteri Penyebab Jerawat
Jerawat muncul apabila jumlah flora normal pada kulit berlebih dimana
jumlah normal bakteri pada kulit berkisar 103-104 mikroorganisme/cm2.
13
Bakteri-bakteri tersebut berploriferasi berulang-ulang selama masa pubertas
sehingga sering dimasukkan sebagai salah satu penyebab jerawat.
Staphylococcus epidermidis dan Staphylococcus aureus menimbulkan infeksi
sekunder pada jerawat, infeksi bertambah parah jika jerawat sudah bernanah
(Mitsui, 1997).
1) Staphylococcus epidermidis
Klasifikasi dari S. epidermidis adalah sebagai berikut:
Divisi
: Protophyta
Kelas
: Schizomycetes
Bangsa
: Eubacteriales
Suku
: Micrococcoceae
Marga
: Staphylococcus
Jenis
: Staphylococcus epidermidis
(Salle, 1961)
S. epidermidis merupakan bakteri Gram positif yang bersifat anaerob
fakultatif dengan morfologi sel berbentuk bola dengan diameter 1 µm yang
tersusun dalam bentuk kluster yang tidak teratur. Koloninya berwarna abuabu hingga kuning gelap, beberapa koloni hanya dapat membentuk pigmen
setelah masa inkubasi yang lama, sedangkan pigmen tidak terbentuk secara
anaerob atau dalam media cair. Bakteri ini merupakan flora normal kulit
yang banyak terdapat pada kulit, saluran pernapasan dan gastrointestinal
manusia, tidak bersifat invasif, menghasilkan koagulase negatif, dan
cenderung nonhemotilik (Jawetz dkk., 1991).
14
Aktivitas S. epidermidis adalah menginfeksi kulit terluar sampai unit
sebasea (Burkhart dkk., 1999). Enzim lipase yang dimiliki S. epidermidis
telah diketahui dapat menghidrolisis trigliserida di unit sebasea menjadi
asam lemak bebas yang dapat menyebabkan terjadinya keratinisasi dan
inflamasi. Inflamasi dan keratinisasi yang berlebihan inilah yang akan
menimbulkan jerawat (Kligman, 1994).
2) Staphylococcus aureus
Klasifikasi dari S. aureus adalah sebagai berikut:
Divisi
: Protophyta
Kelas
: Schizomycetes
Bangsa
: Eubacteriales
Suku
: Micrococcoceae
Marga
: Staphylococcus
Jenis
: Staphylococcus aureus
(Salle, 1961)
S. aureus adalah bakteri Gram positif, berbentuk bola dengan
diameter 0,8-1,0 µm tersusun dalam kelompok-kelompok tidak teratur,
berkoagulase positif, tidak membentuk spora, tidak bergerak, dan dapat
tumbuh pada suasana aerob. Pada biakan cair terlihat kokus yang tunggal,
berpasangan, tetrad, dan berbentuk rantai. S. aureus tumbuh paling cepat
pada temperature 37˚C tetapi paling baik membentuk pigmen kuning emas
pada suhu kamar 20˚C, koloni pada pembenihan padat berbentuk bulat,
halus, menonjol, dan berkilauan. S. aureus adalah parasit manusia yang
terdapat dimana-mana. Beberapa S. aureus tergolong flora normal kulit
15
dan selaput lendir manusia, lainnya menyebabkan supurasi, pembentukan
abses, berbagai infeksi patogenik, dan bahkan septicemia yang fatal
(Jawetz dkk., 1991).
S. aureus dapat menginvasi jaringan atau organ tubuh manusia
sehingga menyebabkan infeksi jaringan yang terdeteksi dengan ciri-ciri
khas, yaitu berwarna merah, peradanan, abses (nanah). Bakteri ini bersifat
patogen pada manusia, seperti menyebabkan infeksi lokal pada kulit
seperti jerawat (Brooks dkk., 2001).
c. Antibakteri
Antibakteri adalah substansi yang mampu menghambat pertumbuhan
(bakteriostatik) dan atau membunuh bakteri (bakterisida) (Gupte, 1990).
Antibakteri yang ideal adalah antibakteri yang bekerja secara selektif, dimana
berbahaya bagi parasit namun tidak berbahaya bagi inang. Menurut Jawetz
dkk. (1991), mekanisme aksi antibakteri dapat dikelompokkan menjadi
empat, antara lain:
1) Menghambat pembentukan dinding sel
Antibiotik dengan cincin β-laktam, seperti penisilin dan sefalosporin, dapat
menghambat
biosintesis
peptidoglikan
pada
dinding
sel
bakteri
menyebabkan aktivasi enzim lytic dan mengakibatkan lisis sel jika
lingkungan isotonis.
16
2) Mengambat fungsi membran sel
Antibiotik, seperti polimiksin, bekerja dengan merusak fungsi sitoplasma
sehingga makromolekul dan ion keluar dari sel, dan menyebabkan
kerusakan atau kematian sel.
3) Menghambat pembentukan protein
Kloramfenikol, tetrasiklin, aminoglikosida, eritromisin, dan linkomisin
dapat menghambat pembentukan protein pada bakteri.
4) Menghambat pembentukan asam nukleat
Sulfonamid berkompetisi dengan PABA (asam p aminobenzoat) sehingga
menghalangi sintesis asam folat yang merupakan koenzim esensial yang
berfungsi dalam sintesis purin dan pirimidin. Tidak adanya koenzim
menyebabkan aktivitas seluler yang normal akan terganggu.
d. Kloramfenikol
Gambar 1. Struktur kloramfenikol
Obat ini terikat pada protein L16 dari ribosom sub unit 50s bakteri,
menghambat aktivitas enzim peptidil transferase sehingga transfer asam
amino ke ikatan peptide menjadi terhambat menyebabkan tidak terjadinya
sintesis protein mikroba (MSU, 2011).
17
Kloramfenikol merupakan antibiotik dengan spektrum luas baik bakteri
Gram positif maupun Gram negatif. Aktivitas kloramfenikol bersifat
bakteriostatik, tetapi dapat berupa bakterisidal pada konsentrasi tinggi atau
terhadap Streptococcus pneumonia, Neisseria meningtidis atau Haemophilus
influenzae (Koup dkk., 1978).
e. Metode Uji Aktivitas Antibakteri
1) Metode Difusi Padat
Metode ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antibakteri suatu
senyawa uji. Berdasarkan Hugo & Russels (1998), uji difusi dapat
dilakukan dengan beberapa metode antara lain metode Kirby and Bauer,
E-Test, Ditch-Plate Technique dan Cup-Plate Technique. Pada metode
Kirby and Bauer digunakan kertas cakram berisi substansi antibakteri yang
diletakkan pada media agar yang telah ditanami bakteri. Prinsip metode
difusi padat adalah uji potensi berdasarkan pengamatan diameter zona
hambatan pertumbuhan bakteri akibat berdifusinya senyawa antibakteri
dari titik awal pemberian ke daerah difusi.
Menurut Lorian (1980), aktivitas antibakteri pada metode difusi
padat dapat berupa:
a) Zona hambatan total (radikal) jika zona hambatan yang terbentuk di
sekitar sumuran atau kertas cakram terlihat jernih dimana sama sekali
tidak ditemukan adanya pertumbuhan bakteri.
18
b) Zona hambatan parsial (irradikal) jika masih ada koloni bakteri yang
tumbuh pada zona hambatan berarti pertumbuhan bakteri dihambat oleh
zat uji tersebut.
2) Metode Dilusi
Pada prinsipnya antibakteri diencerkan sampai diperoleh beberapa
konsentrasi. Pada dilusi cair, masing-masing konsentrasi obat ditambah
suspensi bakteri dalam media. Sedangkan pada dilusi padat setiap
konsentrasi obat dicampur media agar lalu ditanami bakteri. Larutan uji
senyawa antibakteri pada kadar terkecil yang terlihat jernih atau dengan
tingkat kekeruhan terendah ditetapkan sebagai Kadar Hambat Minimum
(KHM) atau Minimal Inhibitory Concentration (MIC). Kemudian larutan
tersebut ditansfer pada media pertumbuhan padat. Jika pada media padat
tersebut tidak ada pertumbuhan bakteri, maka kadar larutan uji tersebut
ditetapkan sebagai Kadar Bunuh Minimum (KBM) atau Minimal
Bactericidal Concentration (MBC) (Tortora dkk., 2001).
3) Metode Bioautografi
Bioautografi merupakan metode spesifik untuk mendeteksi bercak
pada kromatogram hasil KLT yang memiliki aktivitas antibakteri,
antifungi, dan antivirus. Keuntungan metode ini adalah sifatnya yang
efisien untuk mendeteksi adanya senyawa antimikroba karena letak bercak
dapat ditentukan walaupun berada dalam campuran konpleks. Akan tetapi
kerugiannya tidak dapat digunakan untuk menentukan Kadar Hambar
Minimum (KHM) dan Kadar Bunuh Minimum (KBM) (Pratiwi, 2008).
19
Menurut Cannell (1998), bioautografi dapat dilakukan dengan dua
metode, antara lain:
a) Bioautografi langsung
Metode ini dilakukan dengan menyemprotkan suspensi mikroorganisme
pada plat KLT yang telah dielusi atau dengan menyentuhkan plat KLT
selama beberapa waktu pada media kultur. Letak senyawa yang
memiliki aktivitas antimikroba dapat terlihat sebagai area jernih dengan
latar belakang keruh.
b) Bioautografi overlay
Metode ini dilakukan dengan menuangkan media Agar yang telah
disuspensikan dengan mikroorganisme di atas permukaan plat KLT,
lalu diinkubasi setelah media memadat. Zona hambatan dapat dideteksi
dengan menyemprotkan garam tetrazolium. Senyawa yang memiliki
aktivitas antimikroba akan tampak sebagai zona jernih yang berlatar
belakang warna ungu.
Identifikasi golongan senyawa aktif antibakteri ditentukan oleh nilai
Rf bercak pada plat KLT yang menunjukkan zona jernih pada media kultur
bioautografi dibandingkan dengan Rf bercak pada plat KLT (profil
kromatogram) yang sudah dideteksi golongan senyawanya (Horvath dkk.,
2002).
20
5. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
KLT merupakan metode pemisahan fisikokimia yang digunakan untuk
memisahkan senyawa secara tepat dengan prosedur sederhana, mudah
dideteksi walau tidak secara langsung, dan memerlukan jumlah cuplikan yang
sedikit. Lapisan yang memisahkan, yang terdiri atas bahan berbutir-butir (fase
diam), ditempatkan pada penyangga berupa pelat gelas, logam atau lapisan
yang cocok. Fase gerak adalah medium angkut yang terdiri atas satu atau
beberapa pelarut, yang bergerak di dalam fase diam karena ada daya kapiler.
Campuran yang akan dipisahkan berupa larutan, ditotolkan berupa bercak atau
pita. Setelah plat atau lapisan diletakkan dalam bejana tertutup rapat yang
berisi larutan pengembang yang cocok, pemisahan terjadi selama perambatan
kapiler (Stahl, 1973).
Bercak pemisahan pada KLT umumnya tidak berwarna. Cara
penampakan digunakan untuk mengetahui letak bercak senyawa tidak
berwarna pada lapisan yang telah dikembangkan. Deteksi umum adalah dengan
sinar UV pada lapisan yang mengandung indikator fluoresensi, walaupun
terbatas pada lempeng bercincin aromatik/berikatan rangkap terkonjugasi. Pada
umumnya cara khas adalah menyemprot lapisan dengan pereaksi yang akan
menimbulkan warna bila bereaksi dengan bercak cuplikan (Gritter dkk., 1985).
Pada kromatogram dikenal istilah faktor retardasi (Rf) untuk tiap bercak
cuplikan kromatogram yang didefinisikan sebagai:
Rf =
21
Sedangkan untuk maksud analisis kualitatif dilakukan dengan cara
membandingkan bercak kromatogram sampel dengan bercak kromatogram
reference standart yang dikenal sebagai faktor retensi relative (Rx):
Rx =
(Mulja & Suharman, 1995).
6. Senyawa Metabolit Sekunder yang Diduga Memiliki Aktivitas Antibakteri
Tanaman mengandung berbagai metabolit sekunder yang dilaporkan
memiliki aktivitas antibakteri. Diantara senyawa metabolit sekunder yang
terdapat dalam seledri berikut senyawa yang dilaporkan memiliki aktivitas
antibakteri:
a. Fenol sederhana dan asam fenolat
Senyawa fenolat adalah senyawa yang terdiri dari sebuah cincin fenol
tersubstitusi. Banyaknya gugus fungsi hidroksil pada golongan fenol
berhubungan dengan toksisitas pada mikroorganisme, dimana bertambahnya
hidroksilasi menghasilkan penambahan toksisitas (Cowan, 1999). Senyawa
fenol dapat menyebabkan denaturasi protein bakteri melalui proses adsorpsi
yang melibatkan ikatan hidrogen. Pada kadar rendah, terbentuk kompleks
protein-fenol dengan ikatan lemah dan segera mengalami peruraian, diikuti
penetrasi fenol ke dalam sel dan menyebabkan presipitasi serta denaturasi
protein bakteri. Pada kadar tinggi, fenol menyebabkan koagulasi protein dan
sel membran mengalami lisis, mengubah permeabilitas membran bakteri
(Soekardjo & Siswandono, 2000).
22
b. Flavonoid
Flavonoid adalah senyawa fenolat terhidroksilasi dengan struktur C6C3 berhubungan dengan cincin aromatis. Efek farmakologi dari flavonoid
berhubungan dengan kemampuan flavonoid untuk bekerja sebagai
antioksidan kuat dan penangkal radikal bebas, membentuk khelat dengan
logam dan berinteraksi dengan enzim (Bylka & Pilewski, 2004).
Flavonoid disintesis oleh tanaman sebagai respon terhadap infeksi
mikroba, sehingga secara in vitro flavonoid efektif sebagai substansi
antimikroba (Cowan, 1999). Struktur flavonoid yang berbeda memiliki
target komponen dan fungsi sel bakteri yang berbeda. Mekanisme
antibakteri flavonoid diantaranya menghambat sintesis asam nukleat pada
sintesis DNA dan RNA bakteri, menghambat fungsi membran sitoplasma
seperti mengurangi kecairan membran sel, merusak membran sel bakteri
serta menghambat motilitas bakteri, dan menghambat metabolisme energi
bakteri seperti menghambat konsumsi oksigen, menghambat NADHsitokrom c reduktase, serta menghambat sintesis makromolekul bakteri
(Cushnie & Lamb, 2005).
c. Kumarin
Kumarin termasuk dalam turunan benzopiron yang terbentuk dari
gabungan benzena dengan cincin α-piron. Kumarin merupakan lakton asam
o-hidroksisinamat (Jain & Joshi, 2012). Asam o-hidroksisinamat memiliki
aktivitas penghambatan terhadap bakteri Gram positif (Cowan, 1999). Hasil
isolasi kumarin, termasuk glikosida kumarin, umbelliferone, daphnetin dan
23
derivate asil memiliki aktivitas terhadap Staphylococcus aureus, methicillin
resistant Staphylococcus aureus, Escherichia coli, dan Pseudomonas
aeruginosa (Rehman dkk., 2010).
d. Terpenoid
Terpenoid memiliki struktur dasar isoprena. Efek antimikroba dari
terpenoid dikaitkan dengan kemampuannya berikatan dengan fraksi lipid
dari membran plasma bakteri, sehingga terjadi perubahan permeabilitas
membran dan kebocoran komponen intraselular. Terpenoid juga dapat
menembus membran sel, masuk ke dalam sel dan berinteraksi dengan
bagian intraselular penting dalam sel bakteri (Trombetta dkk., 2005).
e. Saponin
Saponin dapat membentuk busa yang stabil pada larutan encer seperti
sabun. Menurut Cavalieri dkk. (2005), saponin dapat berdifusi melalui
membran luar dan dinding sel yang rentan, lalu mengikat membran
sitoplasma dan mengganggu atau mengurangi kestabilan sel. Hal ini
menyebabkan sitoplasma bocor keluar dari sel yang mengakibatkan
kematian sel.
7. Senyawa Metabolit Sekunder dan Pengaruh Daerah Tumbuh
Metabolit sekunder yang dihasilkan tanaman seringkali disebut sebagai
senyawa yang tidak berperan dalam proses kehidupan tanaman, namun penting
dalam interaksi tanaman untuk adaptasi dan pertahanan terhadap lingkungan.
Metabolit ini dibutuhkan tanaman sebagai pertahanan terhadap herbivora dan
24
pathogen serta proteksi melawan stress lingkungan. Metabolit sekunder juga
berkontribusi terhadap bau, rasa, dan warna dari tanaman. Metabolit sekunder
banyak digunakan sebagai sumber untuk aditif makanan dan perasa serta
sediaan farmasetikal dan industri. Metabolit sekunder biasanya diproduksi oleh
tanaman dalam jumlah kecil (bobot kering kurang dari 1%) dan sangat
tergantung pada fase fisiologi dan perkembangan tanaman.
Secara garis besar, faktor yang mempengaruhi perbedaan sifat dan
komposisi metabolit sekunder dari suatu tanaman antara lain faktor internal dan
faktor eksternal. Faktor internal meliputi kualitas genetik dan umur tanaman,
sedangkan faktor eksternal meliputi kondisi daerah tumbuh diantaranya:
a. Ketinggian daerah tumbuh
Tempat tumbuh merupakan gabungan antara kondisi biotik, iklim, dan
tanah dari sebuah tempat. Ketinggian tempat berpengaruh terhadap iklim
terutama curah hujan dan suhu udara yang mempengaruhi pertumbuhan
tumbuhan. Curah hujan berkorelasi positif dengan ketinggian, sedangkan
suhu udara berkorelasi negatif (Djajadiningrat, 1990).
b. Curah hujan dan pH tanah
Curah hujan akan mempengaruhi pH tanah, karena curah hujan
berpengaruh terhadap kekuatan erosi dan pencucian tanah, sedangkan
pencucian tanah yang cepat menyebabkan tanah menjadi asam (pH tanah
menjadi rendah). Nilai pH tanah penting untuk diketahui sebab pH tanah
menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tumbuhan (tumbuhan
yang hidup di tanah dengan pH netral lebih mudah menyerap unsur hara),
25
menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun dan mempengaruhi
perkembangan mikroorganisme tanah (Mustafa dkk., 2012).
c. Suhu dan kelembaban
Suhu dan kelembaban merupakan faktor penting bagi pertumbuhan
dan perkembangan tanaman. Aktivitas metabolisme dalam tanaman banyak
dikendalikan oleh suhu. Penambahan ketinggian menyebabkan suhu udara
semakin turun. Laju penurunan suhu umumnya sekitar 0,6°C setiap
penambahan ketinggian sebesar 100 m dpl. Namun hal ini berbeda-beda
tergantung pada tempat, musim, waktu, kandungan uap air dalam udara, dan
faktor lingkungan lain (Whitten dkk., 1984).
Perbedaan suhu setiap rentang ketinggian menyebabkan proses
metabolisme pada suatu tanaman berbeda, sehingga produksi metabolisme
sekunderpun berbeda. Variasi suhu berefek pada regulasi metabolit,
permeabilitas, laju reaksi intraseluler pada kultur sel tanaman. Perubahan
temperatur akan mengubah fisiologis dan metabolisme kultur sel, kemudian
mempengaruhi pertumbuhan dan produksi metabolit sekunder (Morison &
Lawlor, 1999).
Kelembaban dan temperatur optimal bagi suatu jenis tanaman belum
tentu optimal bagi tanaman lainnya. Dengan demikian sifat metabolit
sekunder antara tanaman yang tumbuh di dataran rendah dengan suhu dan
kelembaban relatif lebih tinggi dengan tanaman yang tumbuh di dataran
tinggi akan berbeda. Peningkatan temperatur sebesar 5°C akan menurunkan
26
fotosintesis dan produksi biomassa P. quinquefoliusi, namun meningkatkan
ginsenosida yang dihasilkan (Jochum dkk., 2007).
d. Pengaruh cahaya matahari
Cahaya matahari merupakan faktor yang mempengaruhi produksi
metabolit. Produksi zat makanan melalui fotosintesis dalam jaringan
tanaman memerlukan cahaya matahari. Aktivitas tersebut tergantung pada
banyaknya cahaya matahari yang mengenai tanaman, yang dipengaruhi pula
oleh ketinggian daerah tumbuh. Intensitas cahaya akan semakin kecil
dengan semakin tingginya daerah tumbuh. Hal ini disebabkan berkurangnya
penyerapan dari udara sehingga menghambat pertumbuhan karena proses
fotosintesis terganggu (Djajadiningrat, 1990). Cahaya matahari juga dapat
mestimulasi beberapa metabolit sekunder, seperti produksi gingerol dan
zingiberin dalam Z. officinale. Menurut Chalker-Scott & Fnchigami (1989),
terdapat korelasi positif antara peningkatan intensitas cahaya dengan kadar
senyawa fenolik. Larsson dkk. (1986) melaporkan penurunan tanin dan
glikosida fenolik pada tanaman Salix.
8. Profil Daerah Wonosobo, Tawangmangu, dan Sukabumi
a. Wonosobo
Kabupaten Wonosobo terletak di Provinsi Jawa Tengah. Secara
geografis terletak diantara 70 11‘ dan 70 36‘ Lintang Selatan, 1090 43’ dan
1100 04’ Bujur Timur. Kabupaten Wonosobo merupakan daerah pegunungan
27
dengan ketinggian berkisar antara 275 meter sampai dengan 2.250 meter di
atas permukaan laut.
Sebagai daerah beriklim tropis, Wonosobo hanya mengenal dua musim,
yaitu musim kemarau dan musim penghujan. Sepanjang tahun 2013 curah
hujan fluktuatif selama 181 hari dan beragam menurut bulan. Curah hujan
tertinggi tercatat pada bulan Desember dengan 589 mm, sedangkan terendah
pada bulan September dengan 1 mm (Anonim, 2014d).
b. Tawangmangu
Tawangmangu merupakan salah satu kecamatan yang berada di
Kabupaten Karanganyar, Provinsi Jawa Timur dengan ketinggian 1.200 m di
atas permukaan laut (Anonim, 2014c).
Bila dilihat dari garis bujur dan garis lintang, Kabupaten Karanganyar
terletak antara 70 28‘ - 70 46‘ Lintang Selatan dan 1100 40’ - 1100 70’ Bujur
Timur. Rata-rata curah hujan 7.231,4 mm dengan banyak hari hujan 115,6
hari selama tahun 2013. Curah hujan tertinggi terjadi pada Bulan Februari dan
April, sedangkan terendah pada Bulan Agustus dan September (Anonim,
2014b).
c. Sukabumi
Kabupaten Sukabumi berada di wilayah Provinsi Jawa Barat. Secara
geografis wilayah Kabupaten Sukabumi terletak diantara 60 57‘ - 70 25‘
Lintang Selatan dan 1060 49’ - 1070 00’ Bujur Timur. Bentuk topografi
wilayah Kabupaten Sukabumi pada umumnya meliputi permukaan yang
28
bergelombang di daerah selatan dan bergunung di daerah utara dan tengah.
Ketinggian berkisar antara 0 – 2.960 m dpl.
Kabupaten Sukabumi beriklim tropis. Udara yang cukup hangat tersaji
hampir setiap tahunnya. Pada tahun 2013 curah hujan tertinggi yang tercatat
di pusat pemantauan Goalpara terjadi pada bulan Februari dengan curah hujan
549 mm dan terjadi selama 23 hari. Sedangkan curah hujan terkecil terjadi di
bulan Agustus sebesar 86 mm (Anonim, 2014a).
F. Landasan Teori
Seledri (Apium graveolens L.) memiliki kandungan terpenoid, flavonoid,
saponin, dan kumarin (Nasri dkk., 2008; Chen dkk., 1998) Golongan senyawa
tersebut dilaporkan memiliki aktivitas antibakteri dengan mekanisme yang
bermacam-macam. Teori tersebut didukung oleh penelitian Khaerati & Ihwan
(2011) dimana ekstrak etanolik seledri memiliki aktivitas bakteriostatik terhadap
bakteri Gram negatif dan Gram positif yang diwakili oleh E. coli dan S.aureus.
Infeksi bakteri merupakan salah satu faktor utama penyebab jerawat.
Berdasarkan hal tersebut di atas, ekstrak etanolik seledri diduga memiliki aktivitas
antibakteri terhadap Staphylococcus epidermidis dan Staphylococcus aureus yang
merupakan bakteri penyebab jerawat.
Kandungan senyawa metabolit sekunder dipengaruhi oleh faktor internal
dari tanaman dan faktor eksternal. Faktor eksternal meliputi kondisi daerah
tumbuh antara lain ketinggian daerah tumbuh, curah hujan dan pH tanah, suhu dan
kelembaban, serta intensitas cahaya matahari, dapat mempengaruhi kualitas dan
29
komposisi metabolit sekunder di dalamnya, sehingga mempengaruhi aktivitas
antibakteri yang dihasilkan pula.
G. Hipotesis
Berdasarkan teori di atas dapat ditarik hipotesis bahwa ekstrak etanolik
seledri memiliki aktivitas antibakteri terhadap S. epidermidis ATCC 12228 dan S.
aureus ATCC 25923. Aktivitas antibakteri ekstrak etanolik seledri dari tiga daerah
tersebut berbeda karena perbedaan komposisi metabolit sekunder di dalamnya.