BIOAKTIF EKSTRAK BAWANG BATAK
(
Allium chinense
G. Don.)
FRANS GROVY NAIBAHO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Aktivitas Antimikrob dan Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Bawang Batak (Allium chinense G. Don.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 Tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
RINGKASAN
FRANS GROVY NAIBAHO. Aktivitas Antimikrob dan Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Bawang Batak (Allium chinense G. Don.). Dibimbing oleh MARIA BINTANG dan FACHRIYAN HASMI PASARIBU.
Salah satu tanaman yang telah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia khususnya Suku batak adalah bawang batak(Allium chinense G. Don.). Bawang batak biasanya digunakan oleh masyarakat sebagai bumbu masakan dan obat tradisional. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui aktivitas antimikrob ekstrak umbi bawang batak, sekaligus mengetahui komponen senyawa aktifnya. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada bidang farmasi tentang senyawa-senyawa aktif dari tanaman bawang Batak sebagai agen antimikrob. Metode ekstraksi yang dilakukan berdasarkan Harborne, metode uji aktivitas antimikrob dan penentuan konsentrasi hambat minimum (KHM) berdasarkan metode difusi agar terhadap bakteri Eschericia coli, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis dan khamir Candida albicans.
Penelitian ini diawali dengan pembuatan simplisia umbi bawang batak dengan cara mengeringkan umbi bawang batak segar dan bersih pada oven dengan suhu 50 °C selama 12 jam. Umbi bawang batak yang kering kemudian dihaluskan menjadi bubuk simplisia. Bubuk umbi bawang batak kemudian diekstraksi dengan pelarut etanol 70%, etanol 96%, etil asetat, n-heksana dan akuades selama 72 jam dengan metode maserasi dan dipekatkan menggunakan rotarievaporator pada suhu 60 °C. Ekstrak umbi bawang batak yang diperoleh dari 5 jenis pelarut kemudian diuji aktivitas antimikrob. Penentuan nilai KHM dan uji fitokimia dilakukan pada ekstrak yang memiliki aktivitas antimikrob paling besar yaitu ekstrak etil asetat. Analisis GC-MS dilakukan untuk mengetahui komponen senyawa ekstrak bawang batak.
Hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa semua ekstrak memiliki aktivitas antimikrob pada konsentrasi 1.000 mg ml-1. Aktivitas
antimikrob ekstrak etil asetat paling tinggi daripada ekstrak lain. Konsentrasi hambat minimun (MIC) ekstrak etil asetat terhadap C. albicans, B. Subtilis, E. coli, S. aureus, S. typhi adalah 25, 100, 250, 250, 1.000 mg ml-1 secara berurutan
.
Hasil analisis GC-MS diperoleh 25 komponen senyawa yang sebagian besar diketahui merupakan senyawa antimikrob seperti furan, furfural dan allyl aceton. Penelitian ini membuktikan bahwa bawang batak (Allium chinense G. Don) mengandung senyawa bioaktif sebagai agen antimikrob terutama sebagai anti-Candida.
SUMMARY
FRANS GROVY NAIBAHO. Antimicrobial Activity and Identification Biologically Active Compounds of Allium chinense G. Don Extract. Supervised by MARIA BINTANG and FACHRIYAN HASMI PASARIBU.
One of the most widely used plant of Indonesian people especially Bataknese is Allium chinense and is know as bawang batak. It is use as spices and traditional medicines. The aims of research were to know antimicrobial activity of A. chinense G. Don extract and to know the active compounds. The results of this research were expected to contribute valuable information on pharmacological field about active compounds from A. chinense as antimicrobial agent. Extraction method was carried out based on Harborne, antimicrobial activity and minimum inhibitory concentration tests were carried out by using agar diffusion method against Eschericia coli, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis and Candida albicans.
This research was started with preparation of A. chinense bulbs powder. The bulbs were washed and cut into small pieces ± 5 mm. The pieces were dried on oven at 50 °C for 12 hours. The dried pieces were further ground to powdery form with electric blender. A. chinense powders were extracted by using maseration method with solvents (ethanol 70%, ethanol 96%, ethyl acetate, n-hexane, and aquadest) for 72 hours and then were concentrated using a rotary evaporator at 60 °C. All extracts were tested to determine the antimicrobial activity. Ethyl acetate extract showed the highest antimicrobial and then were further tested for minimum inhibitory concentration and chemical grup identification. GC-MS analysis was carried out to determine the active compounds of A. chinense extract.
The results of research showed that all extracts could inhibit microbial growth at 1.000 mg ml-1. Ethyl acetate extract has the highest antimicrobial activity against all the microbial isolates. Minimum inhibitory concentration (MIC) of ethyl acetate extract against C. albicans, B. subtilis, E. coli, S. aureus, S. typhi were 25, 100, 250, 250, 1.000 mg ml-1 respectively. 25 compounds were derived from GC-MS analysis and most of them were known as the antimicrobial compounds such as furan, furfural and allyl aceton. This study revealed that A. chinense contains biologically active compounds as antimicrobial agent particularly anti-Candida.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
Pada
Program Studi Biokimia
AKTIVITAS ANTIMIKROB DAN IDENTIFIKASI SENYAWA
BIOAKTIF EKSTRAK BAWANG BATAK
(
Allium chinense
G. Don
.
)
FRANS GROVY NAIBAHO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2014 ini ialah Aktivitas Antimikrob dan Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Bawang Batak (Allium chinense G. Don.).
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof Dr Drh Maria Bintang, MS dan Bapak Prof Dr Drh Fachriyan H. Pasaribu selaku pembimbing, serta Bapak Agus dari Laboratorium Bakteriologi FKH IPB yang telah banyak memberi saran. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
DAFTAR ISI
Waktu dan Lokasi Penelitian 3
Bahan 3
Identifikasi Senyawa Antimikrob 9
DAFTAR TABEL
1 Rendemen ekstrak bawang batak 7
2 Zona hambat ekstrak bawang batak terhadap mikrob uji 7
3 Analisis fitokimia ekstrak etil asetat 9
4 Komponen senyawa ekstrak bawang batak dengan GC-MS 9
DAFTAR GAMBAR
1 Diameter zona hambat pada penentuan KHM 82 Zona hambat aktivitas antimikrob ekstrak etil asetat terhadap C.albicans 8
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 17
2 Surat identifikasi tanaman 18
3 Simplisia dan ekstrak bawang batak (Allium chinense G. Don) 19
4 Komposisi media untuk pertumbuhan bakteri 20
5 Formula pembuatan larutan standar Mc Farland 20
6 Kadar air simplisia 20
7 Randemen ekstrak 21
8 Diameter zona hambat dari uji aktivitas antimikrob 21
9 Zona hambat penentuan konsentrasi hambat minimun (KHM) 22
10 Foto zona hambat dari uji aktivitas antimikrob dan penentuan KHM 22
11 Foto uji fitokimia 24
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara tropis yang memiliki biodiversitas yang tinggi dan kaya akan flora dan fauna. Indonesia memiliki ribuan jenis tumbuhan yang harus dilestarikan dan dimanfaatkan dengan baik. Sebagian besar tumbuhan tersebut dapat digunakan untuk mengatasi masalah kesehatan karena bersifat alami (Poeloengan et al. 2006). Secara turun-temurun masyarakat Indonesia telah memanfaatkan tanaman yang hidup di alam untuk memenuhi kebutuhan hidup mereka, termasuk pemanfaatan tanaman sebagai bahan obat-obatan. Salah satu genus tumbuhan yang terkenal dan banyak dimanfaatkan oleh masyarakat adalah Allium. 280 lebih genus Allium yang tersebar di seluruh dunia (Robinowitch & Currah 2002). Sebagian besar genus ini digunakan oleh masyarakat sebagai bumbu masakan dan obat tradisional. Allium banyak dimanfaatkan sebagai antimikrob dan antijamur. Di samping itu, Allium juga digunakan dalam preservasi makanan untuk menggantikan senyawa kimia yang banyak digunakan di industri makanan (Mau et al. 2001).
Berbagai senyawa antimikrob dari genus ini telah lama dikenal seperti allicin, diallyl disulfida, ajoene, dan 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid yang sudah terbukti dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme seperti bakteri, jamur, virus dan parasit (Kyung 2012). Senyawa antimikrob yang diteliti dari ekstrak Allium diyakini mampu membantu menyelesaikan permasalahan resistensi mikrob patogen yang timbul akibat pemakaian antibiotik. Resistensi mikrob timbul dari paparan senyawa antibiotik secara terus menerus sehingga menyebabkan materi genetik mikrob termutasi dan kebal terhadap senyawa antibiotik. (Yasni 2013).
Aktivitas antimikrob dari Allium telah banyak diteliti karena berpotensi sebagai antibakteri dan antijamur maupun pengawet makanan. Jenis tanaman Allium seperti Allium sativum, Allium cepa, Allium tuberosu, Allium ascalonicum, Allium minutiflorum sangat gencar diteliti. Hannan et al. (2010) melaporkan bawang merah (Allium cepa) diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap isolat klinik Vibrio cholerae. Ekstrak bawang putih (Allium sativum) memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa (Abubakar 2009). Senyawa allicin dan produk transformasi seperti dialil polisulfida dan ajoene dari Allium sativum memiliki aktivitas antivirus (Weber et al. 1992). Rattanachaikunsopon & Phumkhachorn (2009) meneliti tentang kemampuan Allium ascalonicum (shallot) dalam menghambat bakteri patogen pada makanan.
batak. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk mengevaluasi aktivitas antimikrob dari umbi tanaman bawang batak terhadap beberapa mikrob patogen serta menganalisis senyawa aktifnya.
Perumusan Masalah
Bawang batak atau lokio merupakan tanaman yang sudah dimanfaatkan oleh masyarakat untuk bumbu masakan dan obat. Penelitian mengenai aktivitas antimikrob dan analisis senyawa aktif dari ekstrak umbi tanaman bawang batak dari Sumatera Utara sejauh ini belum diketahui, sehingga perlu adanya pengujian terhadap mikrob patogen seperti Eschericia coli, Salmonella typhi, Straphylococcus aureus, Bacillus subtilis dan khamir Candida albicans.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis aktivitas antimikrob dari ekstrak air, etanol dan N-heksan umbi bawang batak terhadap bakteri E. coli, S. typhi, S. aureus dan khamir C. albicans. Serta Menganalisis senyawa aktif dari ekstrak umbi bawang batak (Allium chinense).
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada bidang farmasi tentang senyawa-senyawa aktif dari tanaman bawang batak sebagai agen antimikrob.
Ruang Lingkup Penelitian
2 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan September 2014 hingga Maret 2015 di Laboratorium Bakteriologi, Divisi Mikrobiologi Medik FKH IPB. Ekstraksi dan uji fitokimia dilakukan di Laboratorium Biokimia, Departemen Biokimia FMIPA-IPB dan analisis GC-MS dilakukan di Laboratorium Pengujian Hasil Hutan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan.
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah umbi bawang batak (Allium chinense G. Don.) yang berasal dari Sidikalang, Sumatera Utara. Untuk mikrob uji digunakan bakteri patogen koleksi Laboratorium Bakteriologi FKH IPB yaitu Eschericia coli, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis dan khamir Candida albicans. Bahan pendukung yang digunakan antara lain aquadest, alkohol 70%, kloramfenikol, nistatin, etanol 96%, etanol 70%, etil asetat, n-heksana, dimetilsulfoksida (DMSO), media Potato Dextrose Agar (PDA), media Nutrient Agar (NA), Mueller Hinton Agar (MHA), larutan Mc Fraland 0.5, kertas Whatman no.40, reagent Deragendorff, Mayer, Wagner, Lieberman Burchard, H2SO4, FeCl3 1%,
Alat
Alat yang digunakan adalah timbangan digital, magnetic stirrer, rotarievaporator, cawan petri, tabung reaksi, erlenmeyer, pipet, gelas ukur, batang pengaduk, jarum ose, vortex mixer, autoklaf, inkubator, shaker, cork borer. Untuk pemisahan dan mengidentifikasi senyawa aktif dari ekstrak bawang batak digunakan dengan GC-MS.
Prosedur Penelitian
Preparasi sampel, Penentuan kadar air dan Ekstraksi Sampel
Tumbuhan bawang batak diidentifikasi terlebih dahulu di Herbarium Bogoriense LIPI Cibinong untuk peneguhan jenis. Umbi bawang batak diiris sampai ketebalan ± 5 mm, kemudian dikeringkan dioven pada suhu 50 °C selama 12 jam sampai diperoleh berat akhir yang konstan. Umbi bawang batak yang telah kering kemudian dihaluskan dengan menggunakan blender dan disaring hingga menjadi bubuk. Sebelum diekstrak, terlebih dahulu dilakukan penentuan kadar air sampel dengan metode oven (AOAC 2005). Prinsipnya adalah menguapkan molekul air (H2O) bebas yang ada dalam sampel. Kemudian sampel ditimbang
berikut: cawan yang akan digunakan dioven terlebih dahulu selama 30 menit pada suhu 105 °C, kemudian didinginkan dalam desikator untuk menghilangkan uap air dan ditimbang (A). Sampel ditimbang sebanyak 2 gram dalam cawan yang sudah dikeringkan (B) kemudian dioven pada suhu 105 °C selama 3 jam lalu
Pada tahap ini digunakan 5 pelarut, yaitu heksana, etanol 96%, etanol 70%, etil asetat dan air. 25 gram simplisia dimaserasi dengan masing-masing pelarut dengan perbandingan 1 : 5 selama 3x24 jam pada suhu ruang. Kemudian sampel disaring dengan kertas Whatman no.40. Masing-masing filtrat dievaporasi dengan rotavapor vakum pada suhu 60 °C untuk menguapkan dan memekatkan ekstrak. Ekstrak pekat ditimbang dan didapatkan rendemennya. Rendemen ekstrak yang didapat selanjutnya diuji aktivitas antimikrobnya. Rendemen ekstrak dihitung dengan cara sebagai berikut:
Rendemen (%)= ek k x 100%
Uji aktivitas antimikrob
Uji aktivitas antimikrob dilakukan dengan metode difusi agar. Beberapa spesies bakteri patogen seperti E. coli, S. typhi, S. aureus, B.subtilis dan khamir C. albicans diperoleh dari koleksi Laboratorium Bakteriologi Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Inokulan bakteri ditumbuhkan pada media Tryptone Soya Agar (TSA) (OxoidTM) sedangkan C. albicans ditumbuhkan pada media Potato Dextrose Agar (PDA) (DifcoTM USA). Biakan bakteri dan C. albicans kemudian diencerkan dengan NaCl 0.85% menggunakan metode McFarland 0.5 (setara dengan 108 CFU/ml). Sebanyak 0.1 ml masing-masing suspensi bakteri yang telah diencerkan kemudian dicampurkan ke dalam 20 ml media Mueller-Hinton Agar (MHA) (OxoidTM) suhu ± 45 °C. Untuk C. albicans, 0.1 ml biakan dicampurkan ke dalam 20 ml media PDA suhu ± 45 °C. Setelah memadat, media dilubangi dengan cork borrer berdiameter 5,7 mm. Ekstrak etanol 70%, etanol 96%, etil asetat, n-heksana dan air masing-masing dilarutkan dengan DMSO (Dimethyl sulfoxide) 10% (konsentrasi 1 g ml-1). Sebanyak 50 μl dari masing-masing ekstrak dimasukkan ke dalam sumuran. Kloramfenikol dilarutkan dengan akuades steril sampai konsentrasi 60 μg ml-1 sebagai kontrol positif untuk bakteri, nistatin (60 μg
Penentuan konsentrasi hambat minimum (KHM)
Ekstrak yang menunjukkan aktivitas antimikrob tertinggi selajutnya diuji, untuk menentukan konsentrasi hambat minimum (KHM). Prosedur penentuan KHM dilakukan menggunakan metode difusi agar dengan prosedur sama seperti yang telah dijelaskan pada uji aktivitas antimikrob. Ekstrak teraktif dibuat menjadi beberapa konsentrasi yaitu 10, 25, 50, 100, 150, 250, 500 mg ml-1. 50 μl ekstrak dimasukkan ke dalam sumuran. Kloramfenikol (60 μg ml-1) sebagai
kontrol positif untuk bakteri, nistatin (60 μg ml-1) untuk C. albicans dan DMSO
10% sebagai kontrol negatif. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Zona bening yang terbentuk di sekeliling sumuran diukur menggunakan jangka sorong.
Analisis Fitokimia (Harborne 2006)
Ekstrak yang memiliki aktivitas antimikrob tertinggi diuji fitokimia untuk mengetahui kandungan flavonoid, alkaloid, saponin, tanin dan triterpenoid-steroid. Semua uji fitokimia dilakukan menurut Harborne (1996).
Uji Triterpenoid-Steroid
Sebanyak 10 mg sampel ditambahkan dengan 5 ml eter, kemudian diuapkan dalam cawan penguap. Larutan uji ditambahkan dengan pereaksi Lieberman-Burchard (asam asetat anhidrat dan asam asulfat pekat).
Uji Alkaloid
Sebanyak 10 mg ekstrak ditambahkan dengan 1 mL HCl 2N dan 9 mL aquades, kemudian dipanaskan selama 2 menit dan didinginkan. Filtrat disaring dan ditampung. Filtrat yang diperoleh merupakan larutan uji untuk pereaksi Meyer, Wagner dan Dragendorf. Keberadaan alkaloid dalam sampel ditunjukkan dengan terbentuknya endapan putih atau kuning pada pereaksi Meyer, endapan coklat sampai hitam pada pereaksi Wagner dan endapan jingga coklat pada pereaksi Dragendorf.
Uji Saponin
Sebanyak 10 mg sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 10 mL air panas lalu didinginkan. Larutan uji dikocok vertikal selama 10 detik, kemudian diamati selama 10 menit. Terbentuknya buih setinggi 1-10 cm menunjukkan adanya saponin dalam sampel. Pada penambahan 1 tetes HCl 2N buih tidak hilang.
Uji Flavanoid
Sebanyak 10 mg sampel direaksikan dengan 10 mL air kemudian dipanaskan. Campuran dipisahkan dan filtrat diberi serbuk Mg, 1 mL HCl pekat dan 1 mL amil alkohol. Uji positif ditandai dengan munculnya warna pada lapisan amil alkohol.
Uji Tanin
Larutan uji dibuat dengan mereaksikan 10 mg sampel dengan 50 ml air, kemudian dipanaskan hingga mendidih selama 5 menit dan filtrat disaring. Sebanyak 5 mL larutan uji dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan beberapa tetes FeCL3. Terbentuknya warna hijau violet
Analisis senyawa ekstrak bawang batak dengan GC-MS
Identifikasi komponen senyawa dari ekstrak bawang batak dianalisis menggunakan GC-MS Pyrolysis. Senyawa yang diidentifikasi dengan GC-MS adalah ekstrak etanol 70% karena memiliki nilai randemen dan aktivitas antimikrob yang tinggi. Kondisi GC-MS untuk analisis ini adalah:
Merek : Shimadzu tipe GCMS-QP2010 Gas pembawa : Helium
Detektor : MS (Mass Spectometer) Jenis kolom : Caliper type Phase Rtx-5MS Panjang kolom : 60 m
Diameter kolom : 0.25 mm Suhu kolom : 50°C Inlet Press : 101.0 kPa Laju alir : 0.85 ml/menit
Split ratio : 50
3 HASIL
Kadar Air dan Rendemen
Identifikasi menunjukkan bahwa bawang batak termasuk famili Amarillydaceae dengan nama ilmiah Allium chinense G. Don. Umbi bawang batak yang diekstrak dengan pelarut etanol 70%, etanol 96%, etil asetat, n-heksana dan air menghasilkan rendemen yang berbeda-beda ekstrak air memiliki rendemen yang lebih tinggi yaitu 38% dan yang terendah adalah ekstrak etil asetat 3.22% (Tabel 1). Sedangkan hasil analisis kadar air simplisia yang didapat adalah 11%.
Tabel 1 Rendemen ekstrak bawang batak
Ekstrak Rendemen (%)
Pengukuran aktivitas antimikrob menunjukkan bahwa semua ekstrak menghambat pertumbuhan mikrob uji pada konsentrasi 1.000 mg ml-1 dengan diameter zona hambat yang berbeda-beda, tetapi ekstrak etanol 96% dan ekstrak air tidak menghambat Salmonella typhi. Ekstrak etil asetat memiliki aktivitas antimikrob tertinggi daripada ekstrak lainnya. Zona hambat terbesar ditunjukkan pada ekstrak etil asetat terhadap C. albicans dengan diameter zona hambat mencapai 18.32 ± 0.66 mm, diikuti ektrak n-heksana terhadap C. albicans (18.02±
0.64) dan ekstrak etanol 96% terhadap C. albicans (17.65 ± 0) (Tabel 2).
Tabel 2 Zona hambat ekstrak bawang batak terhadap mikrob uji
aKloramfenikol (60 μl/ml) kontrol positif untuk bakteri, bNistatin (60 μl/ml) kontrol positif untuk Candida albicans, cDMSO 10% sebagai kontrol negatif.
Ekstrak Zona hambat pada mikrob uji (mm)
Konsentrasi Hambat Minimun
Ekstrak etil asetat dipilih untuk pengujian lebih lanjut karena memiliki aktivitas antimikrob paling besar daripada ekstrak lainnya. Penentuan KHM dilakukan dengan membuat konsentrasi yang bervariasi yaitu 10, 25, 50, 100, 150, 250, 500 mg ml-1. Konsentrasi minimum ekstrak etil asetat yang mampu menghambat pertumbuhan C. albicans adalah 25 mg ml-1 ppm (Gambar 3). KHM ekstrak etil asetat terhadap B. subtilis, E. coli, S. aureus, S. typhi adalah 25, 100, 250, 250, 1.000 mg ml-1 secara berurutan. Diameter zona hambat konsentrasi hambat minimum ekstrak etil asetat disajikan pada Gambar 2.
Gambar 1 Diameter zona hambat pada penentuan KHM
Gambar 2 Zona hambat aktivitas antimikrob ekstrak etil asetat terhadap Candida albicans
Senyawa Fitokimia
Hasil analisis kualitatif uji fitokimia ekstrak etil asetat bawang batak menunjukkan adanya senyawa-senyawa saponin, flavonoid, triterpenoid dan steroid. Hasil uji fitokimia ekstrak etil asetat bawang batak disajikan pada Tabel 3.
0
Salmonella typhii Escherichia coli Staphylococcus aureus Bacillus subtilis Candida albicans
Tabel 3 Analisis fitokimia ekstrak etil asetat
Senyawa kimia Reagent Hasil
Alkaloid Dragendorff -
Triterpenoid Lieberman Burchard +
Steroid Lieberman Burchard +
+: sampel mengandung senyawa , ̶ : sampel tidak mengandung senyawa.
Identifikasi Senyawa Antimikrob
Analisis GC-MS terhadap ekstrak etanol 70% diperoleh 25 komponen senyawa yang teridentifikasi. Senyawa-senyawa furan dan turunannya seperti furfural mendominasi komponen dari ekstrak. Kemudian terdapat senyawa-senyawa seperti asam asetat, formamide, allylaceton, turunan asam lemak dan turunan alkohol. Hasil identifikasi komponen senyawa dari ekstrak bawang batak disajikan pada Tabel 3.
Tabel 4 Komponen senyawa ekstrak bawang batak dengan GC-MS
No. Senyawa Kadar (%)
1 2-Furancarboxaldehyde, 5-(hydroxymethyl) 18.23
2 Acetic acid (CAS) Ethylic acid 17.32
3 Formamide 10.12
4 Acetic acid, hydrazide 5.68
5 2-Furancarboxaldehyde, 5-methyl- (CAS) 5-Methyl-2-furfural 5.68
6 2-Furancarboxaldehyde (CAS) Furfural 5.32
7 Furan, 2,5-dimethyl- (CAS) 2,5-Dimethylfuran 5.26
8 2,2-Diethyl-Butyraldehyde 3.85
9 5-Formyl-2-furfurylethanoate 3.75
10 2-Propanone, 1-hydroxy- (CAS) Acetol 3.57
11 5-Hexen-2-one (CAS) Allylacetone 2.72
12 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanone 2.67
13 Furan, 2-methyl- (CAS) 2-Methylfuran 2.65
14 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)- (CAS) Linoleic acid 1.69 15 1.63 2(3H)-Furanone, dihydro- (CAS) Butyrolactone 1.63 16 1.58 2-Butanone, 1-(acetyloxy)- (CAS) 1-Acetoxy-2-butanone 1.58 17 Propanoic acid, 2-oxo-, methyl ester (CAS) Methyl pyruvate 1.45 18 Pyrazine, 2,6-dimethyl- (CAS) 2,6-Dimethylpyrazine 1.39 19 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3-methyl- (CAS) Corylon 1.25
20 Hexadecanoic acid (CAS) Palmitic acid 1.05
21 Ketone, isopropylidenecyclopropyl methyl 0.80
22 2-Pentatone, 4-methyl 0.76
23 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)-, methyl ester (CAS) Methyl linoleate
4 PEMBAHASAN
Penentuan kadar air bertujuan untuk menyatakan kandungan zat dalam tumbuhan sebagai persen bahan kering dan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan dalam penyimpanan (Harjadi 1993). Kadar air yang baik adalah kurang dari 10% karena pada kadar ini bahan dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama sehingga terhindar dari kerusakan oleh bakteri dan jamur. Kadar air yang tinggi menyebabkan mikrob lebih mudah mengalami pertumbuhan. Selain rentan terhadap kerusakan mikrob, kadar air yang tinggi juga berpengaruh terhadap rendemen (yield) yang dihasilkan dari tanaman yang akan diekstrak. Metode maserasi dipilih karena perlakuannya yang sederhana dan menghindari rusaknya senyawa-senyawa aktif yang terdapat dalam umbi bawang batak yang tidak tahan terhadap suhu tinggi saat proses ekstraksi. Pemilihan pelarut yang digunakan untuk maserasi berdasarkan pada prinsip kelarutan “like disolve like” artinya senyawa polar hanya larut dalam pelarut polar dan begitu pula sebaliknya untuk senyawa-senyawa yang bersifat semi polar dan polar (Harborne 1996).
Aktivitas Antimikrob
Perbedaan sensitivitas antara bakteri Gram positif dan negatif diduga berasal dari perbedaan morfologi struktur dinding sel antara keduanya. Menurut Hodges (2002), bakteri Gram negatif memiliki membran fospolipid bagian luar yang menjaga struktur komponen lipopolisakarida sehingga dinding sel menjadi impermeable terhadap senyawa antimikroba. Hal ini menyebabkan dinding sel bakteri Gram negatif dapat bertindak sebagai penghalang terjadinya difusi dan membuatnya kurang sensitif terhadap senyawa antibakteri dibandingkan dengan bakteri Gram positif. Dinding sel bakteri Gram positif berlapis tunggal dengan lapisan peptidoglikon luar yang tidak efektif menahan permeabilitas (Pelczar & Chan 1988).
Konsentrasi Hambat Minimun
Berdasarkan nilai KHM, ternyata S. typhi merupakan mikrob yang kurang sensitif terhadap ekstrak, sedangkan C. albicans merupakan mikrob yang lebih sensitif daripada mikrob uji lainnya. Kecilnya zona hambat ektrak etil asetat terhadap S. typhi kemungkinan disebabkan karena strain bakteri ini kurang sensitif terhadap ektrak bawang batak. Menurut Jaroni (2014) beberapa strain bakteri S. typhi telah resisten terhadap beberapa antibiotik (multidrug resistance) sehingga ekstrak bawang batak tidak mampu menghambat pertumbuhan bakteri ini.
Zona hambat yang dihasilkan oleh semua jenis ekstrak terhadap C. albicans lebih besar dibandingkan dengan zona hambat terhadap bakteri. Hal ini mengindikasikan bahwa C. albicans lebih sensitif terhadap senyawa yang terkandung pada ekstrak bawang batak daripada mikrob uji lainya. Hal ini disebabkan karena kemungkinan adanya senyawa-senyawa seperti alliin, allyl alcohol, triterpenoid dan minyak atsiri yang memiliki aktivitas anti-Candida. Menurut beberapa penelitian yang telah dilakukan, senyawa allyl alcohol dari bawang putih dapat menghambat Candida albicans (Bibi et al. 2013; Lemar et al. 2005). Naeini et al. (2014) mengemukakan beberapa senyawa penyusun minyak atsiri seperti α-pinene, limonene dan 1,8-cineole yang berasal dari tanaman jinten (Cuminum cyminum L.) memiliki aktivitas anti-Candida albicans dengan diameter zona hambat sebesar 37 mm. Hal serupa juga dinyatakan oleh Nchu et al. (2010) yang berhasil mengisolasi senyawa triterpenoid dari tumbuhan Markhamia obtusifolia (Bignoniaceae) sebagai anti-Candida albicans.
Senyawa Fitokimia
Adanya senyawa saponin, flavonoid, triterpenoid dan steroid pada ekstrak umbi bawang batak sesuai dengan hasil yang dikemukakan oleh beberapa peneliti sebelumnya yang menyebutkan bahwa ekstrak Allium chinense G. Don mengandung senyawa-senyawa metabolit sekunder seperti saponin, triterpenoid, steroid, flavonoid, minyak atsiri (Liu et al. 2014; Jiang et al. 1999; Kuroda et al. 1995) yang diyakini memiliki aktivitas antimikrob.
Identifikasi Senyawa Antimikrob
Dari 25 komponen senyawa ekstrak bawang batak yang diperoleh, sebagian besar merupakan senyawa yang memiliki aktivitas antimikrob, seperti furan (Zanatta et al. 2007), furfural (Chai et al. 2013; Sutar et al. 2012), dan allyl aceton. Furfural (C5H4O2) atau sering disebut dengan 2-furankarboksaldehid,
merupakan senyawa turunan dari golongan furan. Sampai saat ini mekanisme antimikrob dari senyawa ini belum diketahui. Allyl aceton adalah senyawa turunan dari alliin. Alliin merupakan senyawa sulfoksida turunan dari asam amino sistein yang terdapat pada tanaman bawang-bawangan. Beberapa turunan alliin seperti allyl alcohol dan 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid (Kang et al. 2010) memiliki aktivitas antimikrob terutama sebagai antifungi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Umbi bawang batak (A. Chinense) yang diekstrak dengan pelarut etanol 70%, etanol 96%, etil asetat, n-heksana dan air memiliki aktivitas antimikrob terhadap C. albicans, B. subtilis, E. coli, S. aureus dan S. typhi. Ekstrak etil asetat memiliki aktivitas antimikrob yang lebih besar daripada ekstrak lainnya. Ekstrak bawang batak mengandung 25 komponen senyawa yang sebagian besar diketahui merupakan senyawa antimikrob diantaranya furan, furfural, dan allylaceton.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Abubakar EM. 2009. Efficacy of crude extracts of garlic (Allium sativum Linn.) against nosocomial Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa. J. Med Plants Res. 3(4): 179-185.
[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2005. Official Methods of Analytical of The association of Official Analytical Chemist. Washington DC (US). AOAC. Antityrosine and antimicrobial activities of furfuryl alcohol, furfural and furoic acid. International J of Biological Macromolecules. 57: 151-155. Focke M, Feld A, Lichtenthaler HK. 1990. Allicin, a naturally occurring antibiotic
from garlic, specifically inhibits acetyl-CoA synthase. FEBS Lett. 261:106-108.
Hannan A, Humayun T, Hussain MB, Yasir M, Sikandar S. 2010. In vitro antibacterial activity of onion (Allium cepa) against clinical isolates of Vibrio cholera. J. Ayub Med Coll Abbottabad. 22(2): 160-163.
Harborne JB. 1996. Phytochemical Methods: A Guide to Modern Techniques of Plant Analysis. London (GB): Chapman and Hall Inc.
Harjadi W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta (ID): Gramedia.
Hodges S. 2002. Pharmaceutical Applications of Microbiological Techniques In: Pharmaceutics: The Science of Dosage Desaign. Aulton ME, editor. Ed ke-2. London (GB). Harcourt Publisher Ltd.
Pelczar MJ Jr, Chan ECS. 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi. Volume ke-1. Hadioetomo RS, Imas T, Tjitrosomo SS, Angka SL, penerjemah Jakarta (ID): UI Pr. Terjemahan dari: Elements of Microbiology.
Jaroni D. 2014. Salmonella typhi. Encyclopedia of Food Microbiology. 3: 349-352.
Jiang Y, Wang NL, Yao XS, Kitanaka S. 1999. Steroidal saponin from the bulbs of Allium chinense. Studies in Plant Science. 6: 212-219.
Kanazawa A, Ikeda T, Endo T. 1995. A novel approach to made of action on cationic biocides: morfological effect on antibacterial activity. J. Appl Bacteriol. 78:55-60.
Kang SS, Lim DR, Kyung KH. 2010. 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acidI, a novel nonvolatile water-soluble antimicrobial sulfur compound in heated garlic. J. Med Food. 13(5):1247-253.
Kyung KH. 2012. Antimicrobial properties of allium species. Current Opinion in Biotechnology. 23:142-147.
Lemar KM, Passa O, Aon MA, Cortassa S, Muller CT, Plummer S, O’Rourke B, Lloyd D. 2005. Allyl alcohol and garlic (Allium sativum) extract produce oxidative stress in Candida albicans. J. Microbiol. 151: 3257-3265.
Liu XC, Lu XN, Liu QZ, Liu ZL. 2014. Evaluation of insecticidal activity of the essential oil of Allium chinense G. Don and its major constituents against Liposcelis bostrychophila Badonnel. J. of Asia-Pacific Entomology. 17: 853-856.
Mau JL, Chiung PC, Pao CH. 2001. Antimicrobial effect of extracts from chinense chive, cinnamon, and corni fructus. J. Agric Food Chem. 49: 183-188.
Naeini A, Naderi NJ, Shokri H. 2014. Analysis and in vitro anti-Candida antifungal activity of Cuminum cyminum and Salvadora persica herbs extracts againts pathogenic Candida strains. J. of Medical Mycology. 24: 13-18.
Naidu AS, Davidson PM. 2000. Phyto-phenols. In: Naidu AS. Natural food Antimicrobial System. New York: CRC Pr.
Naufalin R, Jenie BSL, Kusnandar F, Sudarwamto M, Rukmini H. 2005. Aktivitas antibakteri ekstrak bunga kecombrang terhadap bakteri patogen dan perusak pangan. J. Teknol dan Industri Pangan. 16(2): 119-125.
Nchu F, Aderogba MA, Mdee LK, Eloff JN. 2010. Isolation of anti-Candida albicans compound from Markhamia obtusifolia (Baker) Sprague (Bignoniaceae). South African J of Botany. 76: 54-57.
Poeloengan M, Chairul, Iyep K, Siti S, Susan MN. 2006. Aktivitas Antimikrob dan Fitokimia dari Beberapa Tanamam Obat. [Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner. 974-978.
Rattanachaikunsopon P and Phumkhachorn P. 2009. Diallyl sulfide content and antimicrobial activity against food-borne pathogenic bacteria of chives (Allium schoenoprasum). J. Biosci. Biotechnol. Biochem. 72(11): 2987-2991.
Saeidi S, Hassanpour K, Ghamgosha M, Heiat M, Taheri RA, Mirhosseini A, Farnoosh G. 2014. Antibacterial activity of ethyl acetate and aqueous extracts of Mentha longifolia L. And hydroalcoholic extract of Boiss. plants against important human pathogens. Asian Pac J. Trop Med. 7(10): 186-189.
Sutar RL, Mane SP, Ghosh JS. Antimicrobial activity of extract of dried kokum (Garcinia indica C). International Food Research Journal. 19(3): 1207-1210.
Waag T, Gelhaus C, Rath J, Stich A, Leippe M, Schirmeister T. 2010. Allicin and derivates are cysteine protease inhibitors with antiparasitic activity. Bioorg Med Chem Lett. 20:5541-5543.
Weber ND, Andersen DO, North JA, Murry BK, Lawson LD, Hughes BG. 1992. In vitro virucidal effects of Allium sativum (garlic) extract and compounds. J. Planta Med. 58:417-423.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian
Lampiran 3 Simplisia dan Ekstrak bawang batak (Allium chinense G. Don.)
Umbi bawang batak Bubuk umbi bawang batak
Proses maserasi di atas Shaker Ekstrak etanol bawang batak
Lampiran 4 Komposisi media untuk pertumbuahan bakteri
B. Potato dextrose agar (PDA) Potatoes
Lampiran 5 Formula pembuatan larutan standar Mc Farland 0.5
Sebanyak 0.05 ml BaCl2 0.048 M (1.17% b/v BaCl2 2H2O) dicampurkan ke
dalam 99.05 ml H2SO4 0.18 M (1% b/v) disertai pengadukan. Larutan standar
dapat digunakan sampai 6 bulan sejak pembuatan, dengan penyimpanan tertutup rapat dan terhindar dari cahaya pada suhu kamar. Larutan harus dikocok sebelum digunakan.
Lampiran 6 Kadar air simplisia
Ulangan Bobot cawan
B = Bobot Sampel di dalam cawan
Lampiran 7 Rendemen ekstrak
Pelarut Bobot sampel (g) Bobot ekstrak (g) Randemen (%)
Etanol 70% 250 43.525 17.41
Etanol 96% 250 20 8
Etil asetat 250 8.05 3.22
N-heksan 250 14.35 5.74
Air 250 95 38
Lampiran 8 Diameter zona hambat dari uji aktivitas antimikrob
Lampiran 9 Zona hambat dari penentuan konsentrasi hambat minimum (KHM)
Lampiran 10 Foto zona hambat dari uji aktivitas antimikrob dan penentuan KHM A. Aktivita antimikrob
B. Subtilis S. aureus
B. Penentuan KHM
E. coli S. aureus
Keterangan :
B. Subtilis C. albicans
Lampiran 11 Uji fitokimia
Uji flavonid dan alkaloid Uji triterpenoid-steroid
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 16 Nopember 1990 sebagai anak kedua dari pasangan Luhut Naibaho dan Else Simbolon. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMA Raksana Medan pada tahun 2008. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (USU), lulus pada tahun 2013. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Pascasarjana IPB di Departemen Biokimia dengan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana Dalam Negeri (BPPDN) yang diberikan oleh Direktorat pendidikan Tinggi (DIKTI) pada tahun 2013.
Selama mengikuti perkuliahan penulis sering mengikuti pelatihan dan seminar yang diadakan baik di dalam maupun di luar kampus. Selama perkuliahan penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) USU dan Mikrobiologi Sains Club (MSC) USU. Penulis juga pernah menjadi asisten Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU (2011-2013). Selain itu penulis juga merupakan pengurus organisasi kerohanian kampus yaitu Persekutuan Keluarga Besar Kristen Biologi Universitas Sumatera Utara (PKBKB-USU). Penulis pernah aktif mengajar di salah satu bimbingan belajar di Medan (2012-2013).
