AKTIVITAS ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI DAUN
KEMANGI (
Ocinum cannum
) SECARA
IN VITRO
NINDY LESTARIE
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Kemangi (Ocinum cannum) secara in vitro adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Penelitian ini didanai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi melalui Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian Tahun 2013 dengan judul Inovasi “Kewangi” Sebagai Gel Antiseptik Alami Dari Minyak Atsiri Kemangi (Ocinum cannum). Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
ABSTRAK
NINDY LESTARIE. Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Kemangi (Ocinum cannum) secara in vitro. Dibimbing oleh SURYANI dan INDA SETYAWATI.
Alkohol banyak digunakan sebagai bahan antibakteri dalam gel antiseptik pembersih tangan. Alkohol dapat menyebabkan kekeringan dan iritasi pada kulit. Minyak atsiri daun kemangi (Ocinum cannum) dapat dijadikan alternatif pengganti alkohol karena sifatnya yang mudah menguap. Penelitian ini bertujuan menguji aktivitas antibakteri minyak atsiri daun kemangi (O. cannum). Prosedur penelitian meliputi ekstraksi minyak atsiri dengan metode penyulingan uap, analisis komponen minyak atsiri dengan GC-MS pyrolysis, uji aktivitas antibakteri dengan metode difusi agar pada konsentrasi 0.0625 % hingga 100 %. Kontrol negatif yang digunakan adalah propilen glikol dan kontrol positif yang digunakan adalah ampisilin. Rendemen minyak atsiri yang dihasilkan adalah sebesar 0.04 % dengan komponen penyusun terbanyak adalah sitral (16.65 %). Hasil uji aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) memiliki daya antibakteri yang tergolong sedang pada Escherichia coli dan tergolong lemah pada Staphylococcus aureus, sedangkan ampisilin memiliki daya antibakteri yang tergolong kuat pada E. coli dan sedang pada S. aureus.
Kata kunci: antibakteri, daun kemangi (O. cannum), E. coli, minyak atsiri, S. aureus
ABSTRACT
NINDY LESTARIE. Antibacterial Activity of Essential Oils from Basil Leaves (Ocinum cannum) by in vitro. Supervised by SURYANI and INDA SETYAWATI.
Alcohol is widely used as an antibacterial compound in an antiseptic hand sanitizer gel. Alcohol can caused dried and irritated on skin. Essential oil from basil leaves (Ocinum cannum) can be used to replace alcohol because it is volatile. This research is to examine the antibacterial activity of essential oil from basil leaves (O. cannum). The procedures are extraction of essential oil with steam distillation method, analysis of essential oil’s components by GC-MS pyrolysis, and antibacterial activity test by agar diffusion method on concentration 0.0625 % to 100 %. Propylene glycol was used for negative control and ampicillin for the positive one. Basil leaves produce 0.04 % essential oil and sitral as the dominant compound (16.65 %). The studies have shown that the essential oil of basil leaves (O. cannum) have moderately suppressed the growth of Escherichia coli and weakly suppressed the growth of Staphylococcus aureus, whereas ampicillin has found suppressed the activity of E. coli strongly and S. aureus moderately.
2
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Biokimia
AKTIVITAS ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI DAUN
KEMANGI (
Ocinum cannum
) SECARA
IN VITRO
NINDY LESTARIE
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
3
Judul Skripsi : Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Kemangi (Ocinum cannum) Secara in vitro
Nama : Nindy Lestarie NIM : G84100010
Disetujui oleh
Dr. Suryani, S.P., M.Sc
Pembimbing I
Inda Setyawati, S.TP., M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir I Made Artika, MApp, Sc Ketua Departemen
4
PRAKATA
Bismillahirrahmanirrahim
Tiada kata terindah selain syukur atas segala anugerah yang diberikan Allah SWT sehingga penyusunan karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 hingga bulan April 2014, bertempat di Laboratorium Penelitian Departemen Biokimia IPB, di Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik Bogor, serta di Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor, dengan judul “Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Kemangi (Ocinum cannum) secara in vitro”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Suryani, S.P., M.Sc dan Inda Setyawati, S.TP., M.Si sebagai pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, kritik serta saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada seluruh teknisi laboratorium yang telah membantu jalannya kegiatan penelitian. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada orang tua, adik-adik, seluruh keluarga, teman-teman, serta semua pihak yang telah terlibat dalam pembuatan tugas akhir ini, untuk segala do’a, dukungan, dan bantuan yang senantiasa diberikan, semoga diberkahi Allah SWT.
Tiada gading yang tak retak. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam penulisan karya ilmiah ini. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi hasil yang lebih baik. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
5
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR 6
DAFTAR LAMPIRAN 6
PENDAHULUAN 7
METODE PENELITIAN 8
Bahan dan Alat 8
Prosedur Penelitian 8
HASIL 10
PEMBAHASAN 13
SIMPULAN DAN SARAN 16
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 19
6
DAFTAR GAMBAR
1 Minyak atsiri murni hasil penyulingan 10
2 Kromatogram GC-MS minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) 11 3 Zona bening oleh minyak atsiri 40 (% (v/v) terhadap E. coli 12 4 Aktivitas Antibakteri minyak atsiri terhadap E. coli dan S. aureus 12 5 Persentase inhibisi minyak atsiri terhadap E. coli dan S. aureus 13
DAFTAR LAMPIRAN
1 Strategi penelitian (Bagan alir) 20
2 Rendemen minyak atsiri 21
3 Pengenceran minyak atsiri dengan propilen glikol 21
4 Diameter zona hambat minyak atsiri 22
7
PENDAHULUAN
Penyakit infeksius merupakan salah satu masalah di bidang kesehatan, dan merupakan jenis penyakit yang paling banyak diderita oleh penduduk di negara berkembang, termasuk di Indonesia. Salah satu penyebab penyakit infeksius adalah bakteri patogen. Bakteri patogen lebih berbahaya dan menyebabkan infeksi baik secara sporadis maupun endemik. Bakteri patogen yang paling sering menyerang manusia adalah Escherichia coli dan Staphylococcus aureus karena keberadaan bakteri tersebut yang paling banyak di tangan (Maryati et al. 2007). Infeksi yang sering disebabkan oleh E. coli ialah infeksi pada saluran pencernaan, sedangkan infeksi oleh S. aureus ditandai dengan gejala peradangan dan pembentukan abses pada kulit. Salah satu cara untuk mencegah terjadinya infeksi oleh kedua jenis bakteri patogen tersebut adalah dengan senantiasa menjaga kebersihan tangan (Noer 2012).
Era modern seperti saat ini, dengan mobilitas yang semakin meningkat, membuat masyarakat cenderung memilih solusi yang cepat, praktis, dan efektif dalam memenuhi kebutuhan, termasuk dalam hal membersihkan tangan. Hal ini karena dalam kondisi tertentu tidak dimungkinkan menggunakan air dan sabun kesehatan. Oleh karena itu, berbagai jenis gel antiseptik pembersih tangan (hand sanitizer) hadir di tengah-tengah masyarakat. Namun, beberapa jenis antiseptik pembersih tangan yang sudah tersedia menggunakan alkohol sebagai bahan antibakterinya. Penggunaan alkohol sebagai bahan dasar pembersih tangan kurang aman terhadap kesehatan, karena pada intensitas pemakaian yang sering dapat menyebabkan hilangnya kelembaban, kekeringan, dan iritasi pada kulit (Block 2001).
Pencarian alternatif formulasi antibakteri gel antiseptik yang aman bagi kesehatan perlu dilakukan untuk mengganti penggunaan alkohol. Salah satu bahan alami yang dapat diharapkan untuk mengganti alkohol adalah minyak atsiri, karena mempunyai sifat yang sama-sama mudah menguap. Minyak atsiri dari beberapa tumbuhan telah diteliti bersifat aktif biologis, diantaranya sebagai antifungal, pestisida (WHO 2002), dan antibakteri (Melendez & Capriles 2006; Holley & Patel 2005; Samy 2005; Wannissoma et al. 2005; dan Suppakulet et al. 2003). Saat ini minyak atsiri telah banyak digunakan sebagai bahan campuran minyak wangi, sabun, sampo, dan juga kosmetik (Aisyah & Masril 2011). Salah satu tanaman yang tumbuh dengan subur di Indonesia dan mengandung minyak atsiri adalah kemangi. Tanaman kemangi mengandung berbagai metabolit sekunder, salah satunya adalah minyak atsiri (0.18 - 0.56 %) (Hadipoentyanti & Sri 2008).
8
mampu menghambat pertumbuhan bakteri E. coli dan S. aureus, dan semakin tinggi konsentrasi maka akan semakin kuat daya hambatnya terhadap kedua jenis bakteri tersebut. Diharapkan hasil dari penelitian ini dapat memberikan informasi terkait daya antibakteri dari minyak atsiri daun kemangi jenis O. cannum.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri adalah daun kemangi (O. cannum) siap panen (berumur 50 hari setelah tanam), diperoleh dari Balai Tanaman Obat dan Aromatik, Bogor. Bahan yang digunakan untuk analisis GC-MS pyrolysis adalah minyak atsiri murni daun kemangi hasil ekstraksi. Bahan-bahan yang digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah biakan bakteri E. coli dan S. aureus yang diperoleh dari IPB cultur collection (IPBCC) Departemen Biologi IPB, media pertumbuhan bakteri Nutrient Agar (Difco) dan Nutrient Broth (Difco), propilen glikol (Merck), ampisilin (Zspc), alkohol 70 %, dan spirtus.
Alat yang digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri adalah destilator uap (SBCS-1000). Alat yang digunakan untuk analisis komponen minyak atsiri adalah GC-MS Pyrolysis (Shimadzu QP2010). Alat-alat yang digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah cawan Petri, tabung reaksi, pipet tetes, laminar air flow cabinet, autoklaf, inkubator 37 °C, spektrofotometer (Beckman DU 5.30), penangas air, pipet mikro, tip, tabung Eppendorf, jarum ose, labu Erlenmeyer, mortar, gelas ukur, jangka sorong, kapas, alumunium foil, dan plastik wrap.
Prosedur Penelitian Ekstraksi Minyak Atsiri
Ekstraksi minyak atsiri dilakukan dengan metode penyulingan uap Anggraini (2002). Setelah kemangi dicuci kemudian dimasukkan ke dalam ketel penyulingan. Tangki boiler kemudian diisi air hingga penuh dan dinyalakan. Boiler akan mendidihkan air sehingga dihasilkan uap. Proses ini berlangsung pada suhu 100 - 115 °C, tekanan 7 Bar, selama 8 jam. Uap air akan membawa minyak masuk ke dalam kondensor. Air dan minyak yang dihasilkan ditampung pada corong pemisah. Minyak atsiri yang telah terpisah dengan air kemudian ditampung pada gelas ukur dan ditambahkan Na2SO4 anhidrat untuk menjerap air
yang masih tersisa. Minyak atsiri lalu disaring dengan kertas saring dan dihasilkan minyak atsiri murni. Proses ini dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik, Bogor.
Analisis GC-MS Pyrolysis Minyak Atsiri
9 massa direkam dengan menggunakan software detektor perangkap ion. Data yang dihasilkan berupa pirogram yang memberikan informasi berupa puncak senyawa hasil fragmentasi (pemecahan) senyawa utuh yang terkandung di dalam minyak atsiri.
Pembuatan Media Nutrien Broth (NB) dan Media Padat Nutrien Agar (NA)
Media dibuat dengan konsentrasi 2 %. Sebanyak 2 gram media NB dilarutkan dalam 100 mL akuades, kemudian dipanaskan pada suhu 70 °C dan diaduk dengan stirrer sampai homogen. Media kemudian disterilisasi dengan autoklaf pada tekanan 1.5 atm, suhu 121 °C, selama 15 menit.
Media NA dibuat dengan konsentrasi 2 %. Sebanyak 2 gram media NA dilarutkan dalam 100 mL akuades. Kemudian diaduk dengan magnetic stirrer sampai homogen dan dididihkan (suhu 100 °C). Media ini kemudian ditempatkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 7 mL untuk dijadikan media agar miring, dan sisanya untuk agar cawan. Media selanjutnya disterilisasi menggunakan autoklaf pada tekanan 1.5 atm, suhu 121 °C, selama 15 menit. Media untuk agar miring diletakan pada papan miring hingga beku dan diinkubasi selama 24 jam. Semua kegiatan dilakukan secara aseptis.
Regenerasi Bakteri Uji
Regenerasi bakteri uji (Dwidjoseputro 1994) dilakukan dengan cara satu ose biakan bakteri stok digoreskan ke cawan dengan metode kuadran dan diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Koloni terpisah yang masih berada pada goresan diinokulasi ke media agar miring dengan metode kuadran dan diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Selanjutnya sebanyak satu ose koloni dari agar miring diinokulasikan ke media NB cair steril, dan dinkubasi pada inkubator bergoyang berkecepatan 200 rpm, suhu 37 °C, selama 24 jam. Semua kegiatan dilakukan secara aseptis.
Uji Aktivitas Antibakteri dan Penentuan Konsentrasi Hambat Tumbuh Minimum (KHTM)
Uji aktivitas antibakteri dan penentuan nilai KHTM mengacu pada metode Yadav & Bishe (2004). Media agar cawan yang masih berada di dalam labu Erlenmeyer ditambahkan biakan bakteri uji dan dihomogenisasi. Banyaknya kultur bakteri yang ditambahkan bergantung dari nilai optical densitiy biakan. Optical Density (OD) kultur bakteri diukur pada panjang gelombang 600 nm. Jika nilai OD kurang dari 1, volume kultur bakteri yang diinokulasikan sebanyak 100 μL untuk setiap 20 mL media NA, sedangkan jika nilai OD lebih dari 1 maka volume bakteri yang diinokulasikan sebanyak 50 μL (Volekova et al. 2001). Media kemudian dituang secara aseptis ke dalam cawan Petri steril dan diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam.
10
suhu 37 °C selama 1 x 24 jam, kemudian diamati. Dilakukan tiga kali ulangan (triplo) untuk setiap perlakuan.
Tingkat kekuatan antibakteri minyak atsiri dalam menghambat pertumbuhan E. coli dan S. aureus ditentukan oleh ukuran diameter zona hambat, yaitu zona bening karena tidak ditumbuhi oleh kedua bakteri tersebut. Diameter zona bening diukur dalam satuan milimeter (mm) menggunakan jangka sorong, dengan cara diameter keseluruhan dikurangi diameter sumuran 5 mm. Kemudian diameter zona bening tersebut digolongkan kekuatan daya antibakterinya berdasarkan penggolongan Davis dan Stout (1971).
Analisis Statistik
Analisis statistik yang digunakan adalah rancangan percobaan dua faktor dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL). Model rancangannya:
Yij = µ + τ I + ɛ ij
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-I dan ulangan ke-j µ = Pengaruh rataan umum
τ = Pengaruh perlakuan ke-i
ɛ = pengaruh acak pada perlakuan ke-I ulangan ke-j
Rancangan ini digunakan pada uji antibakteri penentuan KHTM. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis one-way ANOVA (analysis of variance) pada tingkat kepercayaan 95 % dan taraf α 0.05, dan dilakukan uji Tukey sebagai uji lanjut. Analisis statistik one-way ANOVA dilakukan dengan menggunakan program mini tab, sedangkan uji lanjut Tukey menggunakan program SPSS 20.
HASIL
Ekstrak Minyak Atsiri Daun Kemangi
Ekstraksi minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) dengan menggunakan metode penyulingan uap bertujuan untuk memperoleh hasil rendemen yang tinggi. Sebanyak 13 mL minyak atsiri murni dihasilkan (Gambar 1). Rendemen minyak atsiri yang diperoleh adalah sebesar 0.04 %.
11
Komponen Minyak Atsiri Daun Kemangi (O. cannum)
Metode GC-MS pada penelitian ini digunakan untuk menentukan komponen-komponen penyusun minyak atsiri daun kemangi hasil ekstraksi. Hasil analisis ditampilkan dalam bentuk kromatogram pada Gambar 2, terdapat 32 peak yang menunjukkan adanya 32 komponen penyusun minyak atsiri daun kemangi (O. cannum). Sepuluh komponen penyusun yang memiliki persentase tertinggi disajikan dalam Tabel 1. Senyawa-senyawa penyusun yang paling dominan adalah dari golongan monoterpen, dan senyawa yang memiliki persentase konsentrasi tertinggi adalah sitral (16.65 %).
Gambar 2 Kromatogram GC-MS minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) Tabel 1 Komponen penyusun minyak atsiri daun kemangi (O. cannum)
Senyawa Konsentrasi (%)
Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Kemangi (O. cannum) Terhadap
E. coli dan S. aureus
Tujuan dilakukannya uji aktivitas antibakteri minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) adalah untuk menentukan kepekaan bakteri E. coli dan S. aureus terhadap senyawa antibakteri yang dimiliki minyak atsiri daun kemangi (O. cannum), sedangkan penentuan nilai Konsentrasi Hambat Tumbuh Minimum (KHTM) dilakukan untuk menentukan konsentrasi minimal dari minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) yang masih bisa menghambat pertumbuhan E. coli
Z-citral
Verbenol
α-Humulene
12
dan S. aureus. Contoh terbentuknya zona bening hasil penghambatan minyak atsiri 40 % terhadap E. coli ditunjukkan pada Gambar 3. Rata-rata diameter zona bening disajikan pada grafik pengaruh konsentrasi minyak atsiri daun kemangi terhadap penghambatan E. coli dan S. aureus (Gambar 4).
Berdasarkan data pada grafik tersebut, dari konsentrasi minyak atsiri 0.0625 % hingga 100 %, konsentrasi 100 % menghasilkan zona bening terbesar pada kedua jenis bakteri uji. Rata-rata diameter zona bening pada E. coli yang dihasilkan oleh konsentrasi 100 % adalah 7.49 mm, dan pada S. aureus adalah 4.85 mm. Konsentrasi 0.0625 % pada E. coli dan 0.125 % pada S. aureus sudah tidak menghasilkan zona bening, sehingga nilai KHTM untuk E. coli adalah 0.125 % dan S. aureus adalah 0.25 %. Kontrol positif (ampisilin 0.1 %) menghasilkan diameter zona bening sebesar 15.46 mm pada E. coli dan 5.52 mm pada S. aureus. Kontrol negatif tidak menunjukkan adanya aktivitas penghambatan, ditunjukkan dengan tidak terbentuknya zona bening pada kedua jenis bakteri uji (0 mm).
Gambar 3 Aktivitas antibakteri minyak atsiri daun kemangi 40 (% (v/v) terhadap E. coli. Aktivitas antibakteri ditunjukkan oleh zona bening
Gambar 4 Aktivitas Antibakteri minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) terhadap E. coli ( ) dan S. aureus ( ) pada berbagai konsentrasi
13
Inhibisi Minyak Atsiri Daun Kemangi (O. cannum)
Penentuan nilai inhibition concentration (IC50) dilakukan untuk menilai
hubungan antara peningkatan konsentrasi dengan besarnya aktivitas penghambatan terhadap pertumbuhan E. coli dan S. aureus. Persentase penghambatan ditampilkan pada Gambar 5. Hasil analisis didapatkan nilai IC50
untuk E. coli dan S. aureus pada kultur selama 24 jam berturut-turut ialah 1.219,95 % v/v dan 1.317,05 % v/v. Interpretasi nilai IC50 ini menggambarkan
bahwa konsentrasi minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) 1.219,95 % v/v dan 1.317,05 % v/v mampu menghambat pertumbuhan E. coli dan S. aureus secara in vitro sebesar 50 %. Semakin kecil nilai IC50 maka semakin besar efektivitas
penghambatan terhadap pertumbuhan kedua jenis bakteri tersebut. Nilai IC50
untuk E. coli lebih kecil dibanding S. aureus, sehingga minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) lebih efektif dalam menghambat pertumbuhan E. coli.
Gambar 5 Persentase inhibisi minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) terhadap E. coli ( ) dan S. aureus ( )
PEMBAHASAN
Ekstraksi minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) dengan metode penyulingan uap dipilih untuk mendapatkan nilai rendemen minyak atsiri yang tinggi. Kelebihan lain dari ekstraksi dengan metode ini adalah bahwa penetrasi uap ke dalam jaringan-jaringan bahan berlangsung dengan baik, sehingga uap yang tidak merata atau terkumpul pada suatu tempat dapat dihindari. Minyak atsiri harus bebas air untuk mencegah terjadinya oksidasi. Oleh karena itu, penambahan Na2SO4 anhidrat dilakukan agar minyak atsiri hasil ekstraksi bebas dari air
14
Rendemen minyak atsiri yang dihasilkan dari ekstraksi adalah sebesar 0.04 %. Penelitian Muchtaridi (2005) mengenai ekstraksi minyak atsiri daun kemangi didapatkan rendemen sebesar 0.07 %, dan Cahyani (2014) sebesar 0.13 %. Irawan (2010) menyebutkan bahwa rendemen minyak atsiri yang baik berkisar antara 0.18 % - 0.32 %. Terdapat banyak faktor selama penyulingan yang diduga sebagai penyebab rendahnya rendemen minyak atsiri yang dihasilkan, diantaranya adalah daun kemangi yang digunakan masih segar dan ketidakseragaman bahan baku yang digunakan (daun muda maupun tua semuanya dirajang kemudian disuling). Penelitian Cahyani (2014) menghasilkan nilai rendemen yang cukup baik (0.13 %) karena daun kemangi dilayukan terlebih dahulu dalam ruangan tertutup (tidak terkena cahaya matahari langsung) sebelum dimasukkan ke dalam ketel penyulingan.
Menurut Irawan (2010), perlakuan pendahuluan penyulingan sangat berpengaruh terhadap rendemen minyak atsiri, diantaranya adalah keseragaman bahan baku, pengecilan ukuran, dan pelayuan. Keseragaman bahan baku seperti kondisi bahan penting agar minyak yang keluar dari jaringan dapat bersamaan, pengecilan ukuran dan pelayuan bertujuan mengurangi sifat kamba dari bahan dan membantu penetrasi pelarut ke dalam sel tumbuhan sehingga mempercepat pelarutan komponen bioaktif dan meningkatkan rendemen ekstraksi. Selain itu, perlakuan setelah penyulingan seperti penyimpanan dan terbebasnya minyak atsiri dari air juga turut mempengaruhi rendemen. Minyak atsiri harus terhindar dari panas, oksigen bebas, air, dan katalisator. Faktor-faktor tersebut dapat menyebabkan terjadinya oksidasi, resinifikasi, polimerisasi, hidrolisa ester, dan interaksi antar komponen minyak sendiri (Irawan 2010).
Berdasarkan hasil analisis GC-MS, diperoleh informasi bahwa komponen tertinggi minyak atsiri daun kemangi adalah sitral, sebesar 16.65 %. Hasil penelitian ini didukung oleh penelitian Muchtaridi (2005) dan Kadarohman et al (2011), bahwa komponen tertinggi penyusun minyak atsiri daun kemangi adalah sitral dengan konsentrasi berturut-turut 19.12 % dan 35.58 %. Sitral termasuk ke dalam golongan monoterpen. Monoterpen terbentuk dari dua satuan isopren yang membentuk 10 atom karbon. Monoterpen berbentuk cairan yang tidak berwarna,
tidak larut dalam air, dapat disuling uap, berbau harum, dan mempunyai titik didih berkisar antara 140 – 180 °C. Monoterpen merupakan komponen utama minyak atsiri yang berperan dalam menciptakan bau dan rasa, sebagai antiseptik, ekspektoran, dan anestetik. Sitral merupakan senyawa golongan monoterpen. Sitral telah diteliti berkhasiat sebagai antimikroba, perasa, membantu sintesis vitamin A, serta memberikan efek feromon pada serangga (Ajizah 2004).
Perbedaan konsentrasi sitral yang merupakan metabolit sekunder, dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti perbedaan komposisi media tumbuh (kandungan kimia dalam tanah), faktor fisik seperti suhu, cahaya, dan kelembaban, faktor genetik seperti genotipa sel, dan faktor stress lingkungan seperti adanya logam berat dan sinar UV. Metabolit sekunder adalah senyawa yang disintesis di dalam sel, melalui jalur di luar biosintesa karbohidrat dan protein, pada tingkat pertumbuhan tertentu, diproduksi hanya dalam jumlah sedikit, dan tidak terus-menerus, bertujuan mempertahankan diri dari habitatnya, dan tidak berperan penting dalam proses metabolisme utama (primer) (Mariska 2013).
15 Uji aktivitas antibakteri menggunakan propilen glikol untuk pengenceran dan sebagai kontrol negatif. Propilen glikol banyak digunakan untuk melarutkan zat-zat yang tidak stabil atau tidak dapat larut dalam air, seperti minyak atsiri. Propilen glikol berwujud cairan bening (hampir tidak berwarna), kental, dan hampir tidak berbau (Soebagio 2000). Penelitian ini menunjukkan bahwa propilen glikol dapat digunakan sebagai kontrol negatif, karena tidak menunjukkan adanya aktivitas penghambatan pada E. coli dan S. aureus dilihat dari tidak adanya zona bening yang terbentuk.
Ampisilin sebagai kontrol positif merupakan antibiotik β-laktam dan termasuk ke dalam golongan penisilin semisintetik (Siswandono 1995). Ampisilin merupakan antibiotik bersifat bakteriosida dan berspektrum luas, yaitu dapat menghambat bakteri Gram positif maupun Gram negatif (Siswandono 1995). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ampisilin pada konsentrasi 0.1 % memiliki daya antibakteri yang tergolong kuat pada E. coli, dan berdaya antibakteri sedang pada S. aureus.
Konsentrasi minyak atsiri 0.0625 % terhadap E. coli dan 0.125 % pada S. aureus sudah tidak menunjukkan adanya aktivitas penghambatan. Hasil ini sama dengan hasil penelitian aktivitas antibakteri minyak atsiri daun kemangi (Ocimum basilicum L) oleh Maryati et al (2007), bahwa pada konsentrasi minyak atsiri 0.0625 % pada E. coli dan konsentrasi dibawah 0.25 % pada S. aureus tidak menunjukkan adanya zona bening. Hal ini kemungkinan karena konsentrasi 0.0625 % terlalu rendah sebagai senyawa antibakteri minyak atsiri daun kemangi sehingga tidak dapat bekerja optimal, karena menurut Schlegel (1994), kemampuan suatu bahan antimikroba dalam menghambat pertumbuhan mikroorganisme bergantung pada konsentrasi bahan mikroba tersebut.
Hasil uji aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) lebih peka dalam menghambat pertumbuhan E. coli (bakteri Gram negatif)dibanding S. aureus (bakteri Gram positif). Hal ini dilihat dari nilai KHTM pada E. coli lebih kecil dibanding S. aureus. Hasil ini didukung oleh penelitian Maryati et al (2007) bahwa minyak atsiri daun kemangi lebih aktif terhadap E. coli dibanding S. aureus, karena mampu menghambat pertumbuhan pada konsentrasi yang lebih kecil. Hubungan antara peningkatan konsentrasi dengan besarnya aktivitas penghambatan terhadap pertumbuhan E. coli dan S. aureus dapat ditentukan dari nilai inhibition concentration (IC50). Semakin kecil
nilai IC50 maka semakin besar efektivitas penghambatan minyak atsiri terhadap
pertumbuhan kedua jenis bakteri tersebut. Nilai IC50 untuk E. coli lebih kecil
dibanding nilai IC50 untuk S. aureus, sehingga hal ini semakin mendukung bahwa
minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) lebih efektif terhadap bakteri E. coli (bakteri Gram negatif).
16
mengandung asam teikoat, sehingga menjadi lebih rentan terhadap gangguan kimia seperti antibiotik, atau bahan antibakteri lainnya seperti minyak atsiri.
Perbedaan tebal tipisnya lapisan peptidoglikan dalam dinding sel bakteri akan mempengaruhi permeabilitas dinding sel. Bakteri Gram negatif yang mempunyai lapisan peptidoglikan tipis memiliki permeabilitas yang cukup tinggi, sedangkan bakteri Gram positif yang mempunyai lapisan peptidoglikan tebal memiliki permeabilitas rendah. Permeabilitas yang rendah akan membuat zat aktif antibakteri dari minyak atsiri mengalami kesulitan untuk menembus dinding sel, sehingga efek antibakterinya kurang optimal (Maryati et al 2007).
Mekanisme antibakteri minyak atsiri adalah dengan cara merusak dinding sel bakteri. Senyawa golongan terpenoid seperti sitral yang merupakan komponen utama penyusun minyak atsiri daun kemangi dapat mengganggu permeabilitas membran sel bakteri, dan kemudian melakukan presipitasi protein serta menginaktifasi kerja enzim pada sel bakteri. Selain itu, minyak atsiri yang mengandung gugus fungsi hidroksil (-OH) dan karbonil juga memiliki aktivitas antibakteri. Caranya adalah dengan mendenaturasi protein dan asam-asam nukleat sehingga dapat mengakibatkan terganggunya metabolisme atau matinya sel (Ajizah 2004).
Minyak atsiri daun kemangi (O. cannum) seperti yang ditunjukkan oleh hasil analisis GC-MS, memiliki berbagai senyawa penyusun golongan monoterpen. Monoterpen mempunyai efek antibakteri, bekerja dengan cara merusak dinding sel. Mekanisme antibakterinya kemungkinan karena pengikatan dengan sel bakteri, yang kemudian mengganggu permeabilitas dinding dan proses transportasi sel. Hal ini akan mengakibatkan hilangnya kation dan makromolekul dari sel sehingga pertumbuhan sel akan terganggu atau mati. Senyawa monoterpen pada konsentrasi rendah dapat menyebabkan denaturasi protein dan pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan koagulasi protein sehingga sel akan mati (Maryati et al 2007).
SIMPULAN DAN SARAN
17
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah S, Masril C. 2011. Pemisahan senyawa patchouli alcohol dari minyak nilam dengan cara distilasi fraksinasi. Jurnal Teknologi Industri Pertanian. 21(2):89-93.
Ajizah A. 2004. Sensitivitas Salmonella typhimurium terhadap ekstrak daun Psidium guajava . Bioscientiae. 1: 31-8.
Anggraini D. 2002. Ekstraksi dan pemanfaatan minyak daun kemangi (Ocimum basilicum) sebagai bahan pewangi pada sabun cuci tangan cair [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Block S. 2001. Disinfection, Sterilization and Preservation. Ed ke-4. Washington D.C: Williams & Wilkins.
Cahyani N. 2014. Daun kemangi (Ocinum cannum) sebagai alternatif pembuatan hand sanitizer. Jurnal Kesehatan Masyarakat. 9(2):136-142.
Davis W W, Stout T R. 1971. Disc plate method of microbioligal antibiotic assay: factors influencing variability and error 1. Appl Microbiol: 22(4):659-665. Dwidjoseputro D. 1994. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.
Hadipoentyanti E, Sri W. 2008. Keragaman selasih (Ocimum Spp.) berdasarkan karakter morfologi, produksi, dan mutu herba. Jurnal Littri. 14(4):141-148.
Holley R A, Patel D. 2005. Improvement in shelf-life and safety of perishable food by plant essential oils and smoke antimicrobiol. Int. of Food Microbiol. 22:273–292.
Irawan B. 2010. Peningkatan mutu minyak nilam dengan ekstraksi dan destilasi pada berbagai komposisi pelarut [tesis]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Kadarohman A, Dwiyanti G, Anggraeni Y, Khumaisah L. 2011. Komposisi kimia dan uji aktivitas antibakteri minyak kemangi (Ocimum americannum L.) terhadap bakteri Escherichia coli, Shiegella sonnei, dan Salmonella enteritidis. Jurnal Hayati. 16:101-110.
Mariska I. 2013. Metabolit sekunder: Jalur pembentukan dan kegunaannya. [Internet]. [diunduh 2014 Mei 3]. Tersedia pada: http://Biogen.go.id.
Maryati, Fauzia R S, Rahayu T. 2007. Uji aktivitas antibakteri minyak atsiri daun kemangi (Ocimum basilicum L.) terhadap Staphylococcus aures dan Escherichia coli. Jurnal Penelitian Sains dan Teknologi. 8(1):30-38. Melendez P A, Capriles V A. 2006. Antibacterial properties of tropical plants
from Puerto Rico. Phytomedicine. 13:272–276.
Muchtaridi. 2005. Penelitian pengembangan minyak atsiri sebagai aroma terapi dan potensinya sebagai produk sediaan farmasi. Jurnal Teknologi Pertanian. 17(3):80-88.
18
Pelczar, Chan. 1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Ed ke-1. Hadioetomo et al, penerjemah. Jakarta (ID): UI Press. Terjemahan dari: Elements of Microbiology.
Radji M. 2011. Mikrobiologi. Jakarta (ID): Buku Kedokteran ECG.
Samy R P. 2005. Antimicrobial activity of some medicinal plants from India. Fitoterapia. 76:697–699.
Sastrohamidjojo H. 2001. Kimia Minyak Atsiri. Yogyakarta: UGM Press.
Schlegel H G. 1994. Mikrobiologi Umum. Ed ke-6. Baskoro T, penerjemah. Yogyakarta (ID): Gajah Mada University Press.
Simanjuntak M R. Ekstraksi dan fraksinasi komponen ekstrak daun tumbuhan senduduk (Melastoma malabathricum L) serta pengujian efek sediaan krim terhadap penyembuhan luka bakar [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Siswandono, Sukarjo B. 1995. Kimia Medisinal. Surabaya (ID): Erlangga.
Soebagio. 2000. Pengaruh propilen glikol terhadap laju difusi krim natrium diklofenak dengan basis hidrofobik secara in vitro. [Internet]. [diunduh 2014 Mei 7]. Tersedia pada: http:// pustaka.unpad.ac.id.
Suppakul P, Miltz J, Sonneveld K, Bigger S W. 2003. Antimicrobial properties of basil and its possible application in food packaging. Journal of Agricultural and FoodChemistry. 51(11):3197-3207.
Vollekova AD, Kostalova, Sochora R. 2001. Isoquinoline alkaloids from Mahonia aquifolium stem bark is active against Malassezia sp. Folia Microbiol 46:107-111.
Wannissoma B, Jarikasemb S, Siriwangchaib T, Thubthimthed S. 2005. Antibacterial properties of essential oils ftom Thai medical plants. Fitoterapia. 76:233–236.
Yadav AV, Bishe SB. 2002. Chitosan: A potential biomaterial affective against typhoid. Current Sci 9:1176-1178.
19
LAMPIRAN
20
Lampiran 1 Strategi penelitian (Bagan alir)
Analisis data Penentuan KHTM Persiapan daun kemangi
Ekstraksi minyak atsiri
21 Lampiran 2 Rendemen minyak atsiri
Diketahui: Bobot kemangi kering ( Bobot KK) : 29 Kg = 29000 g Bobot Jenis Minyak Atsiri Kemangi ( BJ MAK) : 0.925 g/ml Volume Minyak Atsiri (VMA) : 13 ml
Penyelesaian:
Bobot MA = BJ MAK x VMA
= 0.925 g/ml x 13 ml = 12,025 g
Rendemen MA = (Bobot MA/Bobot KK) x 100 % = (12,025 g/ 29000 g) x 100 % = 0.041 %
Lampiran 3 Pengenceran minyak atsiri dengan propilen glikol
Konsentrasi (%)
Komposisi
Total Minyak atsiri (MA) Propilen glikol
(PG)
100 1000 µl 0 µl
1 mL
80 800 µl MA 100 % 200 µl
60 750 µl MA 80 % 250 µl
40 666.67 MA 60 % 333.33 µl
20 500 µl MA 40 % 500 µl
10 500 µl MA 20 % 500 µl
5 500 µl MA 10 % 500 µl
2.5 500 µl MA 5 % 500 µl
1 400 µl MA 2.5 % 600 µl
0.5 500 µl MA 1 % 500 µl
0.25 500 µl MA 0.5 % 500 µl
0.125 500 µl MA 0.25 % 500 µl
0.0625 500 µl MA 0.125 % 500 µl
Kontrol (-) 0 µl 1000 µl
22
Lampiran 4 Diameter zona hambat minyak atsiri daun kemangi Zona hambat pada E. coli
23 Lampiran 5 Uji aktivitas antibakteri
Zona hambat konsentrasi 60 % pada E. coli
Zona hambat konsentrasi 40 % pada E. coli
Zona hambat kontrol positif pada E. coli
Zona hambat konsentrasi
10 % pada E. coli Zona hambat konsentrasi 10 % pada S.aureus
Media NA yang belum ditumbuhi bakteri
Media NA setelah ditumbuhi S. aures
24
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cirebon, Jawa Barat, pada tanggal 16 Maret 1992 dari ayah Rakisa dan ibu Siti Nasipah. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMAN 1 Sumber Cirebon, Provinsi Jawa Barat, dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor program studi Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI)
