ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN ANTIFUNGAL BAKTERI ENDOFIT

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikroorganisme Endofit
Mikroba endofit (bakteri dan fungi) adalah organisme hidup yang berukuran
mikroskopis yang hidup di dalam jaringan tanaman (xilem dan floem), daun, akar,
buah, dan batang. Mikroba ini hidup bersimbiosis saling menguntungkan, dalam hal
ini mikroba endofitik mendapatkan nutrisi dari hasil metabolisme tanaman dan
memproteksi tanaman melawan herbivora, serangga atau jaringan yang patogen
sedangkan tanaman mendapatkan derivat nutrisi dan senyawa aktif yang diperlukan
selama hidupnya (Tanaka et al., 1999). Mikroba endofit spesifik yang diperoleh dari
bagian dalam tanaman diduga mampu menghasilkan sejumlah senyawa bioaktif yang
spesifik yang sama dengan senyawa bioaktif tanaman tanpa harus mengekstraksi
bagian tanamannya sehingga kelangsungan hidup tanaman tidak terganggu.
Bakteri endofit adalah bakteri yang berada dalam jaringan tanaman. Endofit
umumnya mengacu pada mikroorganisme yang berada dalam jaringan pembuluh
tanaman dan dapat bergerak bebas di dalam tanaman atau lebih luas lagi
mikroorganisme yang berada dalam jaringan tanaman walaupun tidak melakukan
kolonisasi, atau dengan kata lain bakteri endofit adalah bakteri yang dapat diisolasi
dari tanaman yang telah disterilisasi permukaan (Klopper et al., 1999 dalam Aini dan
Abadi, 2004). Keberadaan bakteri endofit dalam jaringan tanaman sehat telah banyak
dilaporkan terdapat dalam berbagai spesies tanaman maupun bagian tanaman yang
berbeda dan pada umur yang berbeda (Elvira-Recuenco et al.,1999 dalam Aini dan
Abadi, 2004). Bakteri endofit telah ditemukan antara lain pada batang tanaman buncis
dan tanaman tebu (Ramamoorthy et al., 2001), batang kacang kapri dan tomat, umbi
kentang (Sturz et al., 1999), batang tanaman kapas (Reva et al., 2002).
Universitas Sumatera Utara
Bakteri endofit dapat diisolasi dari permukaan jaringan tanaman atau diekstrak
dari jaringan internal tumbuhan. Endofit masuk ke jaringan tanaman pertama sekali
melalui akar. Tempat masuknya udara dari bagian tanaman seperti bunga, daun, dan
kotiledon dapat juga digunakan sebagai tempat masuknya endofit ke dalam jaringan
tanaman. Bakteri masuk ke jaringan tumbuhan melalui akar kecambah, kedua akar,
stomata, atau melalui kerusakan bagian tanaman (Zinniel et al., 2002).
Bakteri endofit maupun rizobakteri lainnya merupakan bagian dari mikroflora
alamiah dari tanaman yang sehat di lapangan. Mikroorganisme ini mempunyai
kontribusi penting bagi kesehatan tanaman (Klopper et al., 1999 dalam Aini dan
Abadi, 2004). Menurut Hallman et al., (1999) dalam Aini & Abadi (2004), bakteri
endofit dapat berpengaruh pada kesehatan tanaman dalam hal: (1) antagonisme
langsung atau penguasaan niche atas patogen, (2) menginduksi ketahanan sistemik
dan (3) meningkatkan toleransi tanaman terhadap lingkungan. Sifat-sifat tersebut yang
menyebabkan bakteri endofit dapat dimanfaatkan sebagai pengendali hayati penyakit
tanaman bahkan dapat mengurangi serangan hama tanaman (Ramamoorthy et al.,
2001).
2.2 Biodiversitas Endofit
Keanekaragaman hayati secara tidak langsung berarti keanekaragaman senyawa
kimia. Kemampuan
bertahan
hidup
dengan
tingkat
kompetisi
yang
tinggi
menyebabkan tanaman beradaptasi terhadap perubahan-perubahan yang terjadi. Hal
ini menyebabkan tanaman menghasilkan senyawa-senyawa yang unik secara biologi
dan strukturnya. Menurut Bills et al., (1999) dalam Strobel & Daisy (2003), endofit di
daerah tropis dengan jumlah yang tinggi menghasilkan senyawa metabolit sekunder
yang aktif dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan dengan endofit tanamantanaman yang ada di daerah subtropis. Jadi tanaman inang mempengaruhi proses
metabolisme endofitnya.
Kemampuan mikroba endofit memproduksi senyawa metabolit sekunder
sesuai dengan tanaman inangnya merupakan peluang yang sangat besar dan dapat
Universitas Sumatera Utara
diandalkan untuk memproduksi metabolit sekunder dari mikroba endofit yang
diisolasi dari tanaman inangnya tersebut. Dari sekitar 300.000 jenis tanaman yang
tersebar di muka bumi ini, masing-masing tanaman mengandung satu atau lebih
mikroba endofit yang terdiri dari bakteri dan jamur (Strobel et al., 2003 dalam Radji,
2005).
2.3 Manfaat Endofit
Beberapa ahli telah mengisolasi dan meneliti endofit dari berbagai tanaman
diantaranya tanaman obat (Tan & Zhou, 2001), tanaman perkebunan (Zinniel et al.,
2002), dan tanaman-tanaman hutan (Strobel & Daisy, 2003; Suryanarayanan et al.,
2003). Dari sekitar 300.000 jenis tanaman yang tersebar di muka bumi ini, masingmasing tanaman mengandung satu atau lebih mikroorganisme endofit yang terdiri
dari bakteri dan fungi (Strobel & Daisy, 2003). Bakteri atau fungi tersebut dapat
menghasilkan senyawa metabolit yang dapat bermanfaat bagi manusia sebagai
antibiotika (antifungi/antibakteri), antivirus, antikanker, antidiabetes, antimalaria,
antioksidan, antiimunosupresif (Strobel & Daisy, 2003), antiserangga (Azevedo et al.,
2000), Zat Pengatur tumbuh (Tan & Zhou, 2001), dan penghasil enzim-enzim
hidrolitik seperti amilase, selulase, xilanase, ligninase (Choi et al., 2005), dan kitinase
(Zinniel et al., 2002). Manfaat dari endofit lainnya juga dalam fiksasi nitrogen (N2)
pada beberapa tanaman.
Senyawa antimikrobial yang bersifat sebagai antifungi diisolasi dari endofit
Cryptosporiopsis quercina dari tanaman obat Tripterigeum wilfordii. Endofit ini
menghasilkan antifungi Cryptocandin yang efektif terhadap Candida albicans dan
Tricophyton spp. (Strobel & Daisy, 2003). Beberapa zat aktif lain yang diisolasi dari
mikroba endofit misalnya ecomysin yang diproduksi oleh Pseudomonas viridiflava
juga aktif terhadap Cryptococcus neoformans dan Candida albicans. Ecomysin
merupakan lipopeptida yang terdiri dari molekul asam amino yang umum juga
mengandung homoserin dan beta-hidroksi asam aspartat (Miller et al., 1998 dalam
Radji, 2005). Senyawa kimia yang diproduksi oleh mikroba endofit Pseudomonas
syringae yang berkhasiat sebagai antijamur adalah pseudomysin yang dapat
Universitas Sumatera Utara
menghambat pertumbuhan Candida albicans dan Cryptococcus neoformans (Harisson
et al., 1991 dalam Radji, 2005).
Bakteri endofit dapat juga meningkatkan pertumbuhan akar. Bakteri endofit
dapat merangsang tanaman untuk membentuk akar lateral. Jumlah akar yang
meningkat dapat memperluas penyerapan unsur hara. Di samping dapat meningkatkan
ketersediaan beberapa nutrisi, bakteri endofit dapat juga meningkatkan hormon
pertumbuhan seperti auksin (indol acetic acid) (Thakuria et al., 2004), dan sitokinin
(Khalid et al., 2004)
2.4 Tanaman andaliman
Andaliman adalah tanaman langka, yang sulit dibudidaya. Lazimnya andaliman
tumbuh di ladang atau huma bukaan baru di hutan belantara, orang Tapanuli
menyebutnya Juma Robean. Andaliman bukan ditanam, seperti cabai, merica, dan
sayur mayur lainnya. Andaliman tumbuh begitu saja. Andaliman tumbuh sebagai
pohon tidak merambat. Batang-batangnya berdahan banyak, daunnya kecil-kecil,
mirip seperti bunga mawar. Pada batang, ranting, dari bawah ke ujung dipenuhi duriduri tajam seperti duri mawar namun duri andaliman lebih besar dan kokoh. Tinggi
pohon rata-rata 2-4 meter, jarang lebih dari 5 meter (Gambar 2.1a). Usia produktif
kurang dari 7 tahun (Winarno et al., 2008).
Tanaman ini ditemukan tumbuh liar di daerah Tapanuli dan digunakan sebagai
rempah pada masakan adat Batak Angkola dan Batak Mandailing. Selain di Sumatera
Utara tanaman ini juga dapat ditemukan di negara lain seperti India, RRC, dan Tibet
(Simanjuntak, 2008).
Andaliman banyak tumbuh di tanah kering di dataran tinggi dan rendah.
Tumbuhan yang hidup subur di atas 1.200 m dpl itu mempunyai sifat antibakteri
Salmonella typhy, Shigella disentriae, dan Escherichia coli. Andaliman adalah
sumbernya senyawa polifenolat, monoterpen dan seskuiterpen, serta kuinon. Selain itu
dalam andaliman juga terdapat kandungan minyak atsiri seperti geraniol, linalool,
Universitas Sumatera Utara
cineol, dan citronellal yang menimbulkan kombinasi bau mint dan lemon
(Simangunsong, 2008).
Buah andaliman merupakan salah satu alternatif sebagai sumber antioksidan
alami. Penelitian tentang adanya aktivitas antioksidan dalam buah andaliman telah
banyak dilaporkan (Wijaya, 1999; Edi Suryanto dan Rongrong, 2001; Edi Suryanto et
al, 2003; Sri Raharjo & Edi Suryanto, 2004 dalam Marwoto et al., 2008).
Buah andaliman merupakan salah satu rempah tradisional yang dimanfaatkan
sebagai bumbu masak dalam berbagai masakan khas, misalnya mengolah buah
andaliman dalam masakan daging dan ikan dengan pengasaman selama 24 jam.
Buahnya terutama banyak dipakai sebagai rempah pada masakan daging dan tahan
beberapa hari tanpa menimbulkan bau. Di samping itu, buah andaliman juga
digunakan untuk menghilangkan bau amis dari ikan dan daging mentah (Sukresnowati
et al., 2008).
a
b
Gambar 2.4 Tanaman andaliman (a: pohon andaliman, b: buah andaliman)
Tjitrosoepomo (2002) menyatakan bahwa andaliman adalah tumbuhan
dikotil yang termasuk ke dalam famili rutaceae sedangkan Simanjuntak (2008) dalam
bukunya yang berjudul Prosea Plant Resource of South East Asia: Spices
menyebutkan daun dan buah Zanthoxylum dipakai sebagai pemberi rasa masakan.
Memetik andaliman perlu konsentrasi tinggi karena banyaknya duri. Buah
andaliman kecil-kecil, butirannya lebih kecil dari merica, buahnya bertangkai,
Universitas Sumatera Utara
memetiknya lebih mudah kalau masih muda, buah berwarna hijau, dan jika kering
akan berwarna hitam (Gambar 2.1b). Buah andaliman yang baru dipetik sebaiknya
dibungkus dengan daun pisang sebab kalau dibiarkan terbuka, akan cepat rusak dan
buahnya
langsung
berubah
hitam,
dan
pecah-pecah,
dan
bijinya
akan keluar dari kulit. Oleh karena itu, untuk mendapatkan satu kilogram andaliman
sangat sulit. Memanen andaliman buah perdana biasanya lebih mudah karena
tangkainya lebih panjang-panjang sehingga lebih mudah memetik tetapi karena
durinya masih runcing pemetikan buah sebaiknya dilakukan lebih hati-hati (Winarno
et al., 2008 ).
Di Tapanuli Utara tercatat 6 kecamatan yang sejak lama memproduksi
andaliman, yakni Kecamatan Pangaribuan, Sipahutar, Pagaran, Siborongborong,
Muara, dan Parmonangan. Di Parmonangan, luas pertanamannya mencapai 4 hektar,
di Siborongborong 6 hektar, dan di Pagaran serta Muara 3 hektar. Pada 2004 lalu,
produksi andaliman Tapanuli Utara mencapai 4.72 ton, dan naik menjadi 5.64 ton
pada 2005. Produksi terbanyak dihasilkan Siborongborong sebanyak 1.75 ton pada
2005 (Sitombuk, 2008).
2.5 Fungi Perusak Makanan
Bahan makanan, selain merupakan sumber gizi bagi manusia, juga merupakan sumber
makanan bagi mikroorganisme. Pertumbuham mikroorganisme dalam bahan pangan
dapat mengakibatkan perubahan fisik atau kimia yang tidak diinginkan, sehingga
bahan pangan tersebut tidak layak dikonsumsi. Kejadian ini biasanya terjadi pada
pembusukan bahan pangan (Siagian, 2002).
Beberapa mikroorganisme khususnya fungi dapat merusak bahan makanan.
Beberapa jenis fungi perusak makanan diantaranya adalah Aspergillus flavus pada
kacang tanah. Aspergillus flavus merupakan kapang saprofit. Koloni yang sudah
menghasilkan spora berwarna coklat kehijauan hingga kehitaman. Miselium yang
semula berwarna putih tidak tampak lagi (Dwidjoseputro, 1981 dalam Kasno, 2004 ).
Universitas Sumatera Utara
Kacang tanah sebagai bahan pangan dapat menjadi substrat yang baik bagi
toksigenik yang menghasilkan mikotoksin. Jamur mikotoksin yang biasa menginfeksi
kacang tanah adalah Aspergillus flavus dan A. parasiticus. Toksin yang dihasilkan
disebut dengan aflatoksin (Afla kependekan dari A. flavus) (Muhilal & Karyadi,
1985).
Aflatoksikosis merupakan penyakit keracunan yang disebabkan karena ternak
mengkonsumsi aflatoksin. Menurut Bahri dan Maryam (2003) aflatoksin berasal dari
singkatan Aspergillus flavus toxin. Toksin ini pertama kali diketahui berasal dari
kapang Aspergillus flavus yang berhasil diisolasi dari jagung. Kapang utama penghasil
aflatoksin adalah A. flavus. Aflatoksin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan
oleh cendawan terutama oleh Aspergillus flavus. (Trucksess et al., 1983 dalam
Widiastuti, 2000).
Universitas Sumatera Utara