Kajian Pola Dan Mekanisme Inaktivasi Bakteri Oleh

104
G. PEMBAHASAN UMUM
Ekstrak etil asetat biji atung mempunyai aktivitas yang berbeda terhadap
bakteri S. aureus, P. fluorescens, E. coli, B. subtilis dan L. plantarum yang
ditunjukkan oleh perbedaan nilai MIC masing-masing bakteri. S. aureus adalah
bakteri Gram positif dengan MIC 0,3% (v/v) sama dengan nilai MIC P.
fluorescens bakteri Gram negatif. E. coli sama-sama Gram negatif dengan P.
fluorescens mempunyai nilai MIC lebih tinggi yaitu 0,5 % (v/v). Nilai MIC E. coli
ini sama dengan MIC B. subtilis bakteri Gram positif penghasil spora. L.
plantarum memperlihatkan resistensi terhadap ekstrak etil asetat biji atung sampai
penambahan ekstrak 2,5% (v/v) belum memperlihatkan penghambatan.
Perbedaan kepekaan terhadap ekstrak etil asetat biji atung menyebabkan
perbedaan pola inaktivasi sel. Pola inaktivasi pada dosis ekstrak biji atung di
bawah MIC, S. aureus mengalami regenerasi yang terjadi pada kisaran dosis yang
luas (0,35- 0,9 MIC), sementara pada sel P. flourescens sel mengalami statis
dahulu setelah itu baru terjadi regenerasi yang terjadi pada kisaran dosis yang
sempit ( 0,53- 0,61 MIC). Pola inaktivasi pada dosis di atas MIC, sel mengalami
kematian dengan pola kematian yang berbeda antar sel S. aureus, flourescens dan
E. coli. Pola kematian bersifat logaritmik, dengan penyimpangan pada awal kurva
(bahu) dan akhir kurva (ekor). Bahu E. coli panjang dan lebih panjang dari S.
aureus sedangkan P. fluorescens panjang bahunya sama dengan S. aureus pendek
tetapi dengan pola menurun. Bahu ditemukan pada dosis dan dosis mendekati
MIC pada ke tiga jenis bakteri uji. Pada S. aureus semakin tinggi dosis bahu bahu
hilang, perlahan-lahan muncul ekor, pada P. fluorescens pada dosis dan dosis
sedikit lebih besar dari MIC ditemukan ekor yang pendek akan tetapi pada dosis
yang lebih tinggi ekor tersebut tidak ditemukan sementara pada E. coli tidak
ditemukan ekor sama sekali.
Perbedaan bentuk pola kematian menyebabkan perbedaan laju dan
ketahanan bakteri terhadap ekstrak biji atung yang dihitung dari parameter laju
inaktivasi (D dan z). Dari kurva kematian yang bersifat logaritmik di dalam
media cair NB, didapat nilai D pada dosis 1.0 MIC (3,20 mg/ml) 3,14 jam nilai
ini lebih kecil dari nilai D P. flourescens pada dosis yang sama yaitu 3,87 jam.
105
Untuk setiap peningkatan dosis yang sama, nilai D S. aureus selalu lebih kecil
dari nilai D P. flourescens, akan tetapi pada nilai D absolut yaitu pada dosis tinggi
sekali dari S. aureus yaitu 5,34 mg/ml menghasilkan nilai D yang lebih besar dari
nilai D P. fluorescens pada dosis yang sama. Artinya pada dosis tinggi,
peningkatan dosis tidak banyak berpengaruh terhadap nilai D dari sel S. aureus
dibandingkan P. fluorescens. Nilai D S. aureus di dalam pangan model padat jauh
lebih besar (78,9 jam) dibandingkan nilai D pada media cair NB pada dosis
ekstrak sama (3,14 jam). Nilai D yang lebih besar menunjukkan bahwa bakteri S.
aureus lebih tahan di dalam media padat dibandingkan dalam media cair terhadap
ekstrak etil asetat biji atung.
Perbedaan ketahanan disebabkan karena perbedaan struktur, susunan dan
komposisi kimia dari dinding dan membran sel bakteri. Dinding sel bakteri Gram
positif seperti S. aureus mempunyai susunan matriks yang lebih terbuka dan tidak
memiliki molekul reseptor spesifik (Russel, 1991). Disamping itu dinding sel
yang S. aureus lebih banyak disusun oleh asam-asam amino alanin yang bersifat
hidrofobik (Franklin dan Snow, 1989). Sifat ini menyebabkan S. aureus lebih
sensitif terhadap ekstrak etil asetat biji atung yang bersifat semipolar mengarah ke
nonpolar. L. plantarum yang juga Gram positif sama dengan S. aureus tetapi
sangat tahan terhadap ekstrak etil asetat biji atung. Hal ini disebabkan karena
dinding selnya lebih bersifat polar.bersifat polar. Pada permukan dinding sel L.
plantarum terdapat asam lipoteikoat yang mempunyai rantai gliserol fosfat yang
panjang dan bersifat polar yang muncul pada permukaan dinding sel (Moat dan
Foster, 1989) dan disamping itu jenis peptidoglikan yang dominan pada
Lactobacillus adalah Lys-D-Asp ( Pot et al, 1994). Bakteri Gram negatif
mempunyai dinding sel yang lebih bersifat hidrofilik, karena pada dinding selnya
terdapat molekul lipopolisakarida (LPS) bersifat polar. E. coli mempunyai
ketahanan yang lebih tinggi dibandingkan P. fluorescens disebabkan karena
semua protein utama penyusun dinding sel adalah protein asam, dan pada
permukaan dinding terdapat polisakarida asam dalam jumlah nyata yang berguna
untuk mempertahan sel dari serangan musuh (Nikaido dan Vaara, 1985).
Perbedaan struktur, sifat dan komposisi kimia dinding dan membran sel
menyebabkan perbedaan mekanisme inaktivasi sel. Mekanisme inaktivasi sel
106
bakteri oleh senyawa antimikroba dapat dipelajari dari perubahan-perubahan
bentuk sel akibat kerja antimikroba. Dari hasil penelitian ini, dari pengamatan
perubahan-perubahan sel yang dapat diamati melalui SEM dan TEM, perubahan
yang dapat diamati pada sel S. aureus adalah terbentuknya tonjolan, penebalan
dinding sel, peningkatan densitas sitoplasma, penurunan jumlah septa,
terbentuknya bermacam-macam bentuk sel yang tidak normal. Semua indikasi
kerusakan ini menunjukkan bahwa ekstrak etil asetat biji atung bekerja
menganggu enzim-enzim yang bekerja mensintesis dinding, menganggu sintesis
protein, protein dan asam nukleat yang terdapat di dalam sel S. aureus. Sementara
pada sel P. fluorescens, perubahan yang dapat diamati adalah ukuran sel menjadi
lebih besar dan panjang, terbentuk septa yang jumlah septa makin banyak dengan
makin tingginya dosis, terbentuk ruang antara membran sitoplasma dengan
sitoplasma, sel lisis, dan mengkerut. Indikasi dari perubahan-perubahan ini adalah
bahwa ekstrak biji atung menganggu dinding sel dengan merubah permeabilias
dinding sel, menganggu protein dan asam nukleat, menganggu enzim-enzim yang
bekerja pada dinding sel, menganggu membran plasma.
Dari pola kebocoran sel, pada sel S. aureus jumlah asam nukleat yang
dilepaskan oleh sel lebih banyak dari pada protein. Bila dikaitkan dengan kurva
inaktivasi sel pada dosis di bawah MIC, cepatnya jumlah sel S. aureus menurun
menunjukkan bahwa pertahanan sel tidak di dinding sel. Diperkirakan ekstrak
langsung dapat dengan cepat mencapai dan bereaksi dengan sisi sensitif sel, yaitu
DNA yang dibuktikan dari asam nukleat yang dilepaskan oleh sel lebih tinggi
dari protein. Cepat pulihnya sel S. aureus disebabkan karena sel ini mempunyai
sistem pertahanan dalam bentuk penebalan dinding sel. Terjadinya penebalan
dinding sel karena ekstrak etil asetat hanya menganggu sintesis protein tetapi
tidak menganggu sintesis peptidoglikan. Menurut Roger (1980) pada beberapa
organisme penebalan dinding sel terjadi bila sintesis protein dihambat dan sintesis
dinding tetap berlanjut. Dari pola kebocoran ion-ion Ca++ dan K+ ternyata ekstrak
etil asetat bekerja pada membran sel S. aureus yang dapat dilihat dari pola
kebocoran ion K yang lebih besar dibandingkan dari ion K+ pada sel P.
fluorescens.
107
Pada sel P. fluorescens jumlah protein dan asam asam nukleat yang
dilepaskan sama dan dari densitas sitoplasma, sitoplasma sel P. fluorescens tidak
sepadat sel S. aureus. Kedua hal ini menandakan bahwa ekstrak hanya
menyebabkan kebocoran sel, tetapi tidak langsung menganggu protein. Dari pola
peningkatan ion Ca++ dan K+ yang dilepaskan, jumlah ion Ca++ meningkat secara
tajam sementara ion K+ jauh lebih lambat, hal ini menunjukkan bahwa ekstrak
bekerja pada dinding sel terlebih dahulu setelah itu baru membran bocor. Hal ini
juga dapat dibuktikan dari pola inaktivasi sel P. fluorescens pada dosis di bawah
MIC, dimana pola inaktivasi P. fluorescens statis dahulu baru regenerasi, berbeda
dengan S. aureus langsung turun dengan cepat kemudian meningkat kembali.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa mekanisme inaktivasi sel S.
aureus oleh ekstrak etil asetat biji atung berbeda dengan mekanisme inaktivasi sel
P. fluorescens, pada sel S. aureus ekstrak bekerja pada membran sementara pada
sel P. fluorescens ekstrak bekerja pada dinding (membran luar sel). Perbedaan
mekanisme inilah yang menyebabkan peningkatan dosis pada S. aureus kurang
sensitif terhadap nilai D dibandingkan P. fluorescens.