comparison of antibacterial activities of the leaf extract and stem

(COMPARISON OF ANTIBACTERIAL ACTIVITIES OF THE LEAF EXTRACT
AND STEM EXTRACT OF BIXA ORELLANA L. AGAINST ESCHERICIA COLI
AND STAPHYLOCOCUS AUREUS)
Suhardjono, Nova Hasani Furdiyanti, Laely Trihapsari
ABSTRACT
Bixa orellana L. is one of plants used as antibacterial. The leaf and stem contain
tannin, tannin is one of antibacterial compounds. The purpose of this study is to know the
comparison of leaf extract and stem extract of Bixa orellana L. againts Eschericia coli and
Staphylococus aureus
This research was laboratory experimental study. The extract of Bixa orellana L.
was made with ethanol 70% solvent with maseration method. Experimental method is
paper disc method.
The result of this research shown that the leaf extract and stem extract of Bixa
orellana L. has ability to inhibit the growth of Eschericia coli and Staphylococus aureus at
the concentration of 2,5%, 5%, 7,5% and 10%. The leaf extract can inhibit the growth of
Escherichia coli with the inhibition diameter 1,22cm, 1,734cm, 2,078cm and 2,378cm
respectively, and against Streptococcus aureus with the inhibition diameter 1,50 cm,
1,738cm, 2,359cm, and 1,973cm respectively. The stem extract can inhibit the growth of
Escherichia coli with the inhibition diameter 0,759cm, 1,004cm, 1,114cm, and 1,290cm
respectively, and against Streptococcus aureus with the inhibition diameter 0,780cm,
1,176cm, 1,460cm, and 0,948cm respectively.
In conclusion, the antibacterial activity of leaf extract was greater than stem extract.
The antibacterial activity of leaf extract was equal with Cloramphenicol 30μg/ml at the
concentration of 10% against Escherichia coli and 7,5% against Streptococcus aureus.
Keyword : Antibacterial, Tannin, Bixa orellana L., Chloramphenicol.
8
PERBANDINGAN DAYA HAMBAT ANTIBAKTERI EKTRAK DAUN DAN
BATANG KESUMBA KELING (Bixa orellana l.) TERHADAP
Escherichia coli Dan Staphylococcus aureus
Suhardjono, Nova Hasani Furdiyanti, Laely Trihapsari
INTISARI
Bixa orellana L. merupakan salah satu tumbuhan yang digunakan sebagai
antibakteri. Daun dan batang mengandung tanin, tanin adalah salah satu senyawa
antibakteri. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan daya hambat ekstrak
daun dan Bixa orellana L terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli.
Penelitian ini adalah penelitian laboratorium eksperimental. Ekstraksi dilakukan
dengan metode maserasi dengan pelarut etanol 70%. Penelitian ini menggunakan metode
difusi cakram.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa, ekstrak daun dan batang Bixa orellana L.
dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus pada
konsentrasi 2,5 %, 5%, 7,5%, dan 10%. Ekstrak daun menghambat pertumbuhan
Staphylococcus aureus dengan diameter berturut-turut adalah 1,501cm, 1,738cm, 2,359cm,
dan 1,973cm, dan terhadap Escherichia coli dengan diameter berturut-turut adalah
1,22cm, 1,734cm, 2,078cm dan 2,378cm. Ekstrak batang menghambat pertumbuhan
Staphylococcus aureus dengan diameter berturut-turut adalah 0,780cm, 1,176cm, 1,460cm,
dan 0,948cm, dan terhadap Escherichia coli secara berturut-turut adalah 0,759cm,
1,004cm, 1,114cm, dan 1,290cm.
Penelitian menyimpulkan bahwa daya antibakteri ekstrak daun lebih besar dari
pada ekstrak batang. Aktivitas antibakteri ekstrak daun yang sebanding dengan
kloramfenikol 30μg/ml adalah pada konsentrasi 10% terhadap Escherichia coli dan
konsentrasi 7,5% terhadap Staphylococcus aureus.
Kata kunci : Antibakteri, Tanin, Bixa orellana L., Kloramfenikol.
PENDAHULUAN
Dewasa ini penggunaan antibiotik
sangat
banyak
terutama
dalam
pengobatan yang berhubungan dengan
infeksi bakteri. Walaupun telah banyak
antibiotik yang ditemukan, kenyataan
menunjukkan bahwa masalah penyakit
terus berkelanjutan. Hal tersebut terjadi
akibat pergeseran
pada bakteri
penyebab penyakit dan perkembangan
resistensi bakteri terhadap antibiotik.
Karena
berkembangnya
populasi
bakteri yang resisten, maka antibiotik
yang pernah efektif untuk mengobati
penyakit-penyakit tertentu kehilangan
nilai kemoterapeutiknya. Oleh karena
itulah dicari alternatif pengobatan
untuk penyakit infeksi menggunakan
tanaman obat (Pelczar dan Chan,
1988).
Dengan cara mencoba-coba, secara
empiris orang purba mendapatkan
berbagai macam daun dan akar untuk
mengobati penyakit. Pengetahuan ini
disimpan dan dikembangkan, sehingga
muncul ilmu pengobatan di Indonesia
atau lebih dikenal obat tradisional
(Tjay dan Raharja, 2007).
Obat tradisional selain murah dan
mudah juga memiliki efek samping
yang jauh lebih rendah tingkat
9
bahayanya dibanding obat-obat kimia
(Muhlisah, 1999).
Salah satu tanaman yang dapat
dimanfaatkan sebagai obat adalah
Bixa orellana L. yang dikenal dengan
nama kesumba keling/galinggem.
Penggunaan Kesumba keling di
masyarakat Indonesia adalah sebagai
tali yang kuat, pewarna, dan sebagai
obat
(Heyne,
1987).
Daun,
penggunaannya sebagai obat antidiare,
masuk
angin,
menghentikan
pendarahan, demam, kurang nafsu
makan, oedem, dan perut kembung.
Alat dan Bahan
Alat pembuat ekstrak antara lain
erlenmeyer, cawan petri, pinset,
seperangkat alat ekstraksi maserasi,
penangas air, corong, aluminium foil,
timbangan analitik, kertas saring,
blender, oven, pipet tetes, gelas ukur ,
beaker glass, ayakan nomor 30 mesh.
Alat uji tanin antara lain pipet tetes,
tabung reaksi. Alat uji antibateri antara
lain cawan petri, pinset, jangka sorong,
gelas ukur, tabung reaksi, beaker glass,
autoklaf, erlenmeyer, jarum ose, lampu
Bunsen, batang pengaduk, spatel,
inkubator, tali, kertas, kain kasa, dan
disk.
Bahan utama yang digunakan
pada penelitian ini adalah daun dan
batang tumbuhan kesumba keling (Bixa
Orellana L.) yang diperoleh dari
daerah
Selomerto
kecamatan
Selomerto, kabupaten Wonosobo.
Sediaan yang digunakan adalah dalam
bentuk serbuk daun dan batang
kesumba keling (Bixa Orellana L.).
Bahan penyarian adalah aquadest,
etanol (70 %). Bahan uji anti bakteri
adalah Nutrient Broth, Nutrient Agar,
Aquadest, Kontrol positifnya memakai
disk yang berisi kloramfenikol
30μg/ml, kontrol negatifnya memakai
aquadest.
Untuk
pengujian
menggunakan disk blank. Sedangkan
bakterinya adalah Escherichia coli dan
Staphylococcus aureus. Bahan uji
senyawa tannin adalah FeCl3, Kalium
ferrisianida, Amoniak
Gambar 1. Batang dan Daun Tumbuhan
Kesumba Keling (Bixa orellana L.)
Bixa orellana L ini mengandung
senyawa yang terdapat diseluruh
bagian tumbuhan. Seperti pada batang
dan daun ditemukan adanya tanin,
calcium oxalate, saponin, lemak. Daun,
akar dan biji mengandung zat warna,
bixine, orelline, glucoside, zat samak,
damar (Hariana, 2008).
Tanin
mempunyai
aktivitas
sebagai antibakteri. Pada tumbuhan ini
tidak hanya daun, batangnya juga
mengandung tanin dan diduga daun
dan batang kesumba keling ini
memiliki persamaan aktivitas yaitu
sebagai antibakteri.
Cara Penelitian
Determinasi
dilakukan
di
Laboratorium
Ekologi
dan
Biosistematik Fakultas MIPA Jurusan
Biologi
Universitas
Diponegoro
Semarang untuk mengetahui kebenaran
dari tumbuhan kesumba keling (Bixa
orellana L.).
Sterilisasi alat dan bahan
dilakukan setelah alat dibersihkan
kemudian alat dan bahan disiapkan
METODE PENELITIAN
10
untuk dibungkus dan dilakukan
sterilisasi
medium
menggunakan
otoklaf yang menggunakan tekanan
yang disebabkan uap air, sehingga suhu
dapat mencapai 121oC. sterilisasi
terlaksana bila mencapai tekanan 15 lbs
dan suhu 121oC selama 15 menit.
Ekstrak daun kesumba keling
(Bixa orellana L.) diperoleh dengan
cara maserasi yaitu ambil sebanyak 300
g simplisia daun kesumba keling
(Bixa orellana L.) ditambahkan dengan
pelarut etanol 70%. maserasi dilakukan
selama 3 hari. Ekstrak yang diperoleh
disaring dengan menggunakan kertas
saring biarkan hingga ekstrak yang
diperoleh menjadi jernih. Selanjutnya
ekstrak diuapkan hingga diperoleh
ekstrak pekat kental. Kemudian dibuat
konsentrasi ekstrak daun dengan kadar
2,5%, 5%, 7,5%, dan 10% b/v. Untuk
mendapatkan ekstrak batang kesumba
keling juga dilakukan ekstraksi yang
sama dengan ekstraksi daun kesumba
keling.
Uji aktivitas senyawa antibakteri
menggunakan metode difusi yaitu
metode cakram. Medium nutrient Agar
sebelum digunakan dipanaskan terlebih
dahulu hingga larut. Nutrient agar yang
telah
larut
di
sterilisasikan
menggunakan autoklaf selama 15
menit, kemudian nutrien agar yang
telah steril didinginkan, namun
diusahakan jangan sampai memadat.
Setelah dingin suspensi bakteri
dimasukkan dan dicampur dalam
medium NA hingga homogen. Medium
yang sudah mengandung bakteri
dituangkan ke dalam cawan petri
hingga memadat. Kertas disk dilumuri
dengan ekstrak batang dan daun
kesumba keling (Bixa orellana L.)
sesuai konsentrasi yang ditentukan
yaitu 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%. Hal ini
juga
dilakukan
aquadest
yang
dilumurkan pada disk sebagai kontrol
negatif.
Untuk
kontrol
positif
digunakan disk yang sudah terisi
antibiotik kloramfenikol dengan dosis
30μg/ml
sehingga pengujianya
langsung. Kemudian semua disk
diletakkan diatas medium yang sudah
memadat sesuai kelompoknya.
Kelompok I : Cawan petri berisi
bakteri
Escherichia
coli
untuk
pengujian
kontrol
positif
kloramfenikol 30μg/ml dan kontrol
negatif berupa aquadest.
Kelompok II
: Cawan petri berisi
bakteri Staphylococcus aureus untuk
pengujian kontrol positif kloramfenikol
30μg/ml dan kontrol negatif berupa
aquadest
Kelompok III
: Cawan petri berisi
bakteri
Escherichia
coli
untuk
pengujian ekstrak daun Bixa orellana
L.
(Kesumba
keling)
dengan
konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%.
Kelompok IV : Cawan petri berisi
bakteri Staphylococcus aureus untuk
pengujian ekstrak daun Bixa orellana
L.
(Kesumba
keling)
dengan
konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%.
Kelompok V
: Cawan petri berisi
bakteri
Escherichia
coli
untuk
pengujian ekstrak batang Bixa orellana
L.
(Kesumba
keling)
dengan
konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%.
Kelompok VI
: Cawan petri berisi
bakteri Staphylococcus aureus untuk
pengujian ekstrak batang Bixa orellana
L.
(Kesumba
keling)
dengan
konsentrasi 2,5%, 5%, 7,5% dan 10%.
Setelah itu medium diinkubasi
pada 37°C selama 24 jam dengan
posisi terbalik. Pada tiap perlakuan
dilakukan perulangan sebanyak 5 kali.
Hasilnya diperoleh dengan mengukur
zona hambatan pertumbuhan bakteri
Escherichia coli dan Staphylococcus
aureus. pada masing-masing cawan
petri menggunakan jangka sorong.
Data dianalisa dengan ANAVA Dua
Jalan.
11
difenol pada molekulnya, yang dapat
mereduksi ketersediaan ion metal seperti
Cu dan Fe. Tanin mereduksi ketersediaan
ion
metal
esensial
untuk
mikroorganisme.
Dalam penelitian ini senyawa yang
digunakan adalah tanin yang terdapat
dalam daun dan batang. Oleh karena itu
dilakukan pengujian secara kualitatif
menggunakan reaksi kimia dengan
melihat perubahan warna pada ekstrak
saat penambahan FeCl3. Berdasarkan
hasil reaksi spesifik yaitu dengan
penambahan FeCl3 pada larutan ekstrak
daun dan batang Bixa orellana
diperoleh hasil berupa perubahan
warna yang pekat pada ekstrak daun
yaitu warna hitam kehijauan, pada
ekstrak batang juga terjadi perubahan
warna hitam kehijauan namun tidak
lebih pekat dibandingkan dengan
perubahan warna pada ekstrak daun.
Perubahan warna ini menunjukkan
bahwa kedua ekstrak termasuk dalam
tanin golongan katekol. (Harborne,
1987).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil determinasi tumbuhan
Bixa orellana L. (Kesumba Keling)
sebagai berikut :
2b, 3b, 4b, 6b, 7b, 9a. Golongan 4.
Tumbuhan membelit / memanjat. 41b,
42b, 43a, 44b, 45b, 48b, 49a. Familia
109. Verbenaceae. Golongan 8.
Tumbuhan dengan daun tunggal dan
tersebar. 109b, 119b, 120b, 128b, 129b,
135b, 136b, 139b, 140b, 142b, 143b,
146b, 154b, 155b, 156b, 162b, 163b,
167b, 169b, 171b, 177b, 179b, 180b,
182b, 183b, 184b, 185b. Familia 81.
Bixaceae. Genus 1. Bixa. Spesies Bixa
orellana L. (Kesumba Keling).
Berdasarkan hasil determinasi dapat
diperoleh kepastian bahwa tumbuhan
yang digunakan dalam penelitian ini
adalah Bixa orellana L. atau tumbuhan
kesumba keling.
Metode
pembuatan
ekstrak
menggunakan
metode
maserasi
menggunakan etanol 70%. Hasil
ekstraksi daun dan batang kesumba
keling kering dengan pelarut etanol
70% berupa ekstrak kental berwarna
coklat, berbau khas dan mudah larut
dalam air.
Mekanisme kerja penghambatan
tanin terhadap bakteri dengan cara
bereaksi dengan membran sel, inaktivasi
enzim-enzim esensial dan destruksi atau
inaktivasi fungsi material genetik
(Harborne, 1987). Ada tiga mekanisme
aktivitas tanin sebagai antimikroba
(Scalbert, 1991) dalam literatur Fitrial et
al. yaitu pertama, tanin bersifat astringen
(zat yang menciutkan); tanin dapat
membentuk
kompleks
dengan
enzimmikroba ataupun substrat. Kedua,
tanin masuk melelui membran mikroba
untuk mencapai membran tanin harus
melewati dinding sel terbuat dari
polisakarida dan protein yang berbeda
yang memungkinkan bagian tanin
masuk.. Ketiga, tanin membentuk
kompleks dengan ion metal. Kebanyakan
tanin memiliki lebih dari dua group o-
Pengujian Antibakteri Ekstrak Daun
Bixa orellana L
Nilai diameter zona hambat hasil
uji aktivitas ekstrak daun terhadap
Escherichia coli dan Staphylococcus
aureus dapat dilihat pada Tabel 1. Zona
hambat
yang
terbentuk
pada
konsentrasi
10%
lebih
besar
dibandingkan konsentrasi 2,5%, 5%,
dan 7,5%. Terlihat adanya kenaikan
zona hambat pada setiap konsentrasi.
12
S.aureus
E.coli
S.aureus
E.coli
Gambar 2. Uji Aktivitas Ekstrak Daun
Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus
dan Escherichia coli. A.kontrol positif, B
kontrol negatif, 1 : 2,5 %, 2 : 5%,
3 :7,5%, 4 : 10%.
Gambar 2. Uji aktivitas ekstrak batang
terhadap bakteri Staphylococcus aureus
dan Escherichia coli. A.kontrol positif, B
kontrol negatif,
1 : 2,5 %, 2 : 5%, 3 : 7,5%, 4 : 10%
Tabel 1. Rata-rata Diameter Zona
Hambatan (Cm) Yang Dihasilkan Oleh
Perlakuan Ekstrak Daun Bixa orellana L.
Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus
dan Escherichia coli
Perlakuan
2,5 %
5%
7,5 %
10%
Kontrol
negatif
Kontrol
positif
Staphylococcus
aureus
1,501
1,738
1,973
2,359
0,660
Escherichia
Coli
1,221
1,734
2,078
2,378
0,660
2,028
2,440
Nilai diameter zona hambat pada
ekstrak batang dapat dilihat dalam
Tabel 2. yang menunjukkan bahwa
penghambatan pada Escherichia coli
lebih
kecil
dibandingkan
penghambatan
terhadap
Staphylococcus aureus. Respon yang
berbeda dari dua golongan bakteri
terhadap senyawa ini disebabkan
karena adanya perbedaan kepekaan
pada bakteri Gram positif dan bakteri
Gram negatif terhadap senyawa
antibakteri yang terkandung dalam
ekstrak.
Bakteri
Gram
positif
cenderung lebih sensitif terhadap
komponen
antibakteri.
Hal
ini
disebabkan oleh struktur dinding sel
bakteri Gram positif lebih sederhana
sehingga
memudahkan
senyawa
antibakteri untuk masuk ke dalam sel
dan menemukan sasaran untuk bekerja,
sedangkan struktur dinding sel bakteri
Gram negatif lebih kompleks dan
berlapis tiga, yaitu lapisan luar berupa
lipoprotein, lapisan tengah berupa
lipopolisakarida, dan lapisan dalam
peptidoglikan (Pelczar dan Chan, 1986).
Pengujian Antibakteri Ekstrak Batang
Bixa orellana L.
Tabel 2. Rata-Rata Diameter Zona
Hambatan (Cm) Yang Dihasilkan Oleh
Perlakuan Ekstrak Batang Bixa orellana L.
Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus
dan Escherichia coli
Perlakuan
2,5 %
5%
7,5%
10%
Kontrol
negatif
Kontrol
positif
Staphylococcus
aureus
0,780
0,948
1,176
1,460
0,660
Escherichia
Coli
0,759
1,004
1,114
1,290
0,660
2,028
2,440
S.aureuss
S.aureus
Perbandingan
Daya
Hambat
Antibakteri Ekstrak Daun dan Batang
Bixa orellana L.
Hasil Analisis ANAVA Dua Jalan
pada penghambatan terhadap bakteri
Esherichia coli menunjukkan pada
ekstrak daun dengan konsentrasi 2,5%
berbeda signifikan dengan ekstrak daun
5%, 7,5%, 10%, kontrol negatif dan
dengan kontrol positif. Konsentrasi
2,5% juga berbeda signifikan terhadap
E.coli
E.coli
13
ekstrak batang dengan konsentrasi
2,5%, 5%, 7,5%. Ekstrak daun
konsentrasi 2,5% tidak berbeda
signifikan dengan ekstrak batang
konsentrasi 10% yang berarti bahwa
ekstrak daun dengan konsentrasi 2,5%
sebanding dengan daya hambat ekstrak
batang dengan konsentrasi 10%.
Ekstrak daun 10% tidak berbeda
signifikan dengan kontrol positif,
artinya daya hambat ekstrak daun 10%
sebanding dengan kloramfenikol.
Hasil analisis ANAVA Dua Jalan
pada penghambatan terhadap bakteri
Staphylococcus aureus menunjukkan
ekstrak daun konsentrasi 2,5% tidak
berbeda signifikan dengan ekstrak
batang konsentrasi 10%. Ekstrak daun
dengan konsentrasi 7,5% tidak berbeda
signifikan terhadap kontrol positif,
dengan nilai signifikansi sebesar 0,198,
p>0,05. Hal ini berarti bahwa ekstark
daun konsentrasi 7,5 % memiliki daya
hambat
sebanding
dengan
kloramfenikol.
yang signifikan terhadap ekstrak
batang dengan konsentrasi 10%. dan
ekstrak daun dengan konsentrasi
7,5% tidak berbeda signifikan
terhadap
kontrol
positif
(kloramfenikol
30μg/ml).
dapat
dikatakan bahwa ekstrak daun dengan
konsentrasi 7,5% sebanding dengan
kloramfenikol
30μg/ml
pada
penghambatan bakteri Staphylococcus
aureus.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian tentang
antibakteri dari ekstrak daun dan
batang kesumba keling (Bixa
orellana L.) terhadap bakteri
Escherichia
coli
dan
Staphylococcus aureus secara
invivo.
2. Perlu
dilakukan
pengujian
praklinis dan klinis terhadap
ekstrak daun dan batang kesumba
keling (Bixa orellana L.)
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Harborne, J.B., 1987, Metode
Fitokimia, Cetakan Kedua, oleh
Padmawinata, K. dan Soediro,I.,
Penerbit ITB, Bandung.
Kesimpulan
1. Ekstrak daun dan batang kesumba
keling (Bixa orellana L.) memiliki
daya hambat antibakteri terhadap
Escherichia coli dan Staphylococcus
aureus.
2. Daya hambat antibakteri ekstrak daun
lebih besar dibandingkan dengan
ekstrak batang terhadap Escherichia
coli dan Staphylococcus aureus
3. Ekstrak daun pada konsentrasi 2,5%
menunjukkan tidak ada perbedaan
yang signifikan terhadap ekstrak
batang dengan konsentrasi 10%, dan
ekstrak daun dengan konsentrasi 10%
sebanding dengan kontrol positif
(kloramfenikol 30μg/ml) terhadap
penghambatan bakteri Escherichia
coli.
4. Ekstrak daun pada konsentrasi 2,5%
menunjukkan tidak ada perbedaan
2. Heyne, K., 1987, Tanaman Berguna
Indonesia III, Badan Penelitian dan
Pengembangan
Kehutanan,
Departemen Kehutanan, Yayasan
Sarana Wana Jaya, Jakarta.
3. Muhlisah, F., 1999, Taman Obat
Keluarga,
Penebar
Swadaya,
Jakarta.
4. Pelczar, J.M., dan Chan, E.C.S.,
1988. Dasar-dasar Mikrobiologi 1.
Penerbit UI Press, Jakarta.
5. Scalbert A. 1991. Antimikrobial
properties of tannins. Review
Article Number 63. Phytochemistry.
14
6. Tjay, T.H., dan Raharja, K., 2007,
Obat – Obat Penting Khasiat,
Penggunaan dan Efek – Efek
Sampingnya, edisi VI, Penerbit PT
Elex Media Komputindo, Jakarta.
15