Perbandingan Potensi Antibakteri Ekstrak Air dengan Ekstrak Etanol Daun Kelor (Moringa oleifera) terhadap Pertumbuhan Bakteri Pseudomonas aeruginosa NN-1-PKH
secara In Vitro
Comparison of Antibacterial Potential of Water Extract and Ethanol Extract of Moringa Leaves (Moringa oleifera) on the Growth of Pseudomonas aeruginosa
NN-1-PKH In Vitro
Siti Kurniawati, Sri Murwani, Djoko Winarso
Program Studi Pendidikan Dokter Hewan, Program Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya
kurniawati_ub@yahoo.com ABSTRAK
Pseudomonas aeruginosa merupakan bakteri patogen penyebab infeksi nosokomial yang telah resisten atau disebut multidrug Pseudomonas aeruginosa (MDRPA). Infeksi Pseudomonas aeruginosa termasuk infeksi multifaktor dimana terdapat banyak faktor virulensi yang menyebabkan berbagai penyakit seperti septikemia, infeksi saluran kemih, pneumonia, infeksi paru-paru kronis, endokarditis, infeksi luka bakar dan dermatitis. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pontensi antibakteri antara ekstrak air dan ekstrak etanol dari daun kelor (Moringa oleifera) terhadap pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa secara in vitro. Penelitian ini menggunakan metode dilusi tabung dengan variasi konsentrasi ekstrak 25%, 30%, 35%, 40%, 45% dan 50%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ekstrak air dan ekstrak etanol dari daun kelor (Moringa oleifera) mempunyai aktivitas antibakteri terhadap pertumbuhan bakteri Pseudomonas aeruginosa (p <0,05) dengan koefisien korelasi -0,985 ekstrak air dan ekstrak etanol -0,735. Mininal Inhibition Consentration (MIC) tidak diketahui dan Minimal Bactericidal Consentration (MBC) ekstrak air adalah 50% dan ekstrak etanol sebesar 25%. Kesimpulan penelitian ini adalah ekstrak etanol daun kelor (Moringa oleifera) lebih berpotensi sebagai antibakteri dibandingkan ekstrak air daun kelor (Moringa oleifera) terhadap pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa. Kata kunci : Pseudomonas aeruginosa, antibakteri, daun kelor, ekstrak air, ekstrak etanol.
ABSTRACT
Pseudomonas aeruginosa is a leading nosocomial pathogen, may become multidrug resistant Pseudomonas aeruginosa (MDRPA). Its rate of occurrence, the individual risk factors among affected patients, and the clinical impact of infection are undetermined. Pseudomonas aeuginosa is multifactorial infection, multiple and diverse determinants of virulence are expected in the wide range of diseases caused, which include septicemia, urinary tract infections, pneumonia, chronic lung infections, endocarditis burn wound infection and dermatitis. The aim of this study is to determine the difference antibacterial pontential between water extract and ethanol extract of Moringa oleifera leaves of Pseudomonas aeruginosa in vitro. The tube dilution method was use at concentrations 25%, 30%, 35%, 40%, 45% and 50%. The result showed that crude water extract and ethanol extract of Moringa oleifera leaves showed antibacterial activity against the growth of Pseudomonas aeruginosa (p<0.05), correlation coefficient -0.985 of water extract and -0.735 of ethanol extract. Mininal Inhibition Consentration (MICs) is undetected and Minimal Bactericidal Consentration (MBCs) 50% of water extract and 25% of ethanol extract. The
conclusion of this study are ethanol extract of Moringa oleifera leaves has better potential than water extract of Moringa oleifera leaves to inhibit the growth Pseudomonas aeruginosa. Key words : Pseudomonas aeruginosa, antibacterial, Moringa oleifera leaves, water extract, ethanol extract.
Pendahuluan
Meningkatnya penyakit infeksi bersumber dari mikroorganisme yang disebabkan oleh bakteri Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) antara lain adalah infeksi saluran kemih, infeksi saluran pernapasan, peradangan pada kulit (dermatitis), bakterimia, infeksi saluran pencernaan dan infeksi luka bakar (Hauser, et al., 2005). P. aeruginosa adalah bakteri patogen yang bersifat oportunistik (opportunistic bacteria) dan penyebab infeksi di rumah sakit (nosokomial). Bakteri ini mengkontaminasi air, makanan dan peralatan-peralatan medik. Hal ini akan menjadi jalur penularan dan penyebaran dari satu penderita ke penderita lainnya. Angka insidensi terhadap infeksi nosokomial yang disebabkan oleh bakteri P. aeruginosa sekitar 10-15% (Collin, et al., 2004). Terapi pemberian antibiotik yang tidak tepat dan diberikan secara terus menerus menyebabkan P. aeroginosa resisten terhadap beberapa golongan antibiotik (silver sulfadiazine, gentamicin, golongan penicillin, cephalosporin, carbapenons, aminoglikosida, fluroquinolon dan polimyxins) atau Multi-Drug Resistant Pseudomonas aeroginosa (MDRPA) (Japoni, et al., 2009), untuk diperlukan alternatif pengobatan lain.
Salah satu alternatif terapi adalah menggunakan tanaman obat yang mempunyai kandungan antibakteri. Alasan pemanfaatan tanaman obat sebagai antibakteri karena cara tersebut cukup aman, efektif dan murah. Salah satu tanaman obat yang mudah diperoleh dan mempunyai bahan aktif sebagaii antibakteri adalah daun kelor. Menurut
Bukar, et al. (2010) daun kelor (M. oleifera) mempunyai senyawa aktif yang berperan sebagai antibakteri. Fuglie (2001) menyatakan bahwa daun kelor (M. oleifera) mengandung saponin 5%, tanin 1.4% dan triterpenoid 5%.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi daun kelor (M. oleifera) sebagai antibakteri, kemudian membandingkan potensi ekstrak air dengan ekstrak etanol daun kelor (M. oleifera) sebagai antibakteri terhadap bakteri P. aeruginosa dan dilakukan secara in vitro. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai tanaman obat khususnya daun kelor (M. oleifera) yang berpotensi sebagai antibakteri terhadap P. aeruginosa.
Materi dan Metode
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cawan petri, mikroskop, mikropipet, glass obyek, bunsen, ose, tabung reaksi, rak tabung reaksi, autoklaf, inkubator, gelas ukur 100 ml, erlenmeyer 500 ml, erlemenyer 1 lt, colony counter, kompor, loyang alumunium, rotary evaporator, spektrofotometer dan neraca analitik. Bahan yang digunakan adalah daun kelor (Moringa oleifera), bakteri Pseudomonos aeruginosa NN-1-PKH, etanol, alkohol 96%, Nutrient Agar (NA), Mueller-Hinton Agar (MHA), Nutrient Broth (NB), pewarna gram (kristal violet, lugol, alkohol 96% dan safranin), media indol, methyl-red, voges proskauer, citrat (IMVIC), media TSIA, akuades steril dan minyak emersi.
Isolat bakteri yang digunakan dalam penelitian ini adalah P. aeruginosa yang didapatkan dari Laboratorium Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya,
kemudian dilakukan identifikasi yaitu pewarnaan gram dan uji biokimia. Pelarut ekstrak yang digunakan adalah air dan etanol dengan masing-masing konsentrasi 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% dan dilakukan empat kali pengulangan.
Proses pembuatan ekstrak terdiri dari proses ekstraksi dan evaporasi. Pada proses ekstraksi, daun kelor dalam bentuk serbuk, masing-masing dimasukkan ke dalam tempat ekstraksi dengan pelarut aquades dan etanol steril kemudian dikocok dan dibiarkan selama ±24 jam untuk pelarut air dan 24-72 jam. Sedangkan proses evaporasi menggunakan rotary evaporator dengan suhu 60-70 oC. Proses evaporasi dilakukan hingga volume hasil ekstraksi berkurang kemudian hasil evaporasi diuapkan dan didapatkan cairan kental dan pekat dengan konsentrasi 100%. Proses pembuatan suspensi bakteri adalah dilakukan inokulasi P.. aeruginosa pada media NB dan diinkubasi 37oC selama 24 jam. Kemudian dilakukan pemeriksaan spektrofotometri dengan panjang gelombang 540 nm untuk mengetahui nilai absorbansi dari suspensi. Suspensi bakteri uji dengan konsentrasi bakteri 108/ml setara dengan Optical Density (OD) dengan nilai 0.1
Kemudian dilakukan perhitungan dengan rumus V1 x N1= V2 x N2
Keterangan :
N1 : Nilai absorbansi suspensi (hasil spektofotometri)
V1 : volume bakteri dengan pengenceran N2 : (0.1 = 108/ml)
V2 : volume bakteri (10 ml)
Kemudian dilakukan pengenceran 100 kali, agar didapatkan konsentrasi
bakteri 106 per ml dan suspensi bakteri siap digunakan untuk penelitian.
Proses pengujian aktivitas antibakteri, disiapakan 18 ( 9 tabung untuk ekstrak air dan 9 tabung untuk ekstrak etanol). Dibuat larutan untuk pengujian potensi antibakteri Masing- masing tabung ditandai dengan (6 macam konsentrasi ekstrak sesuai hasil eksplorasi dosis), yaitu - Tabung 1 : konsentrasi 25% (0.125 ml ekstrak + 0.375 ml akuades) - Tabung 2 : konsentrasi 30% (0.15 ml ekstrak + 0.35 ml akuades) - Tabung 3 : konsentrasi 35% (0.175 ml ekstrak + 0.325 ml akuades) - Tabung 4 : konsentrasi 40% (0.20 ml ekstrak + 0.30 ml akuades) - Tabung 5 : konsentrasi 45% (0.225 ml ekstrak + 0.275 ml akuades) - Tabung 6 : konsentrasi 50% (0.25 ml ekstrak + 0.25 ml akuades)
- Tabung 7 : kontrol positif. - Tabung 8 : kontrol negatif
- Tabung 9 : suspensi bakteri 106 yang distreaking pada NAP sebagai original inoculum (OI).
Suspensi P. aeruginosa ditambahkan sebanyak 0.5 ml pada tabung 1-6, dan 1 ml untuk tabung 7.Masing-masing Ekstrak ditambahkan 1 ml pada tabung 8. Semua tabung ditutup dengan kapas steril, selanjutnya diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam, kemudian diamati kekeruhannya. Kemudian diambil satu ose dari masing-masing tabung (1-8). Dilakukan streaking pada media NAP dan diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam, kemudian dihitung jumlah koloni yang tumbuh.
Hasil dan Pembahasan
Hasil uji potensi antibakteri ekstrak air dengan ekstrak etanol daun kelor
terhadap P. aeruginosa terangkum dalam Tabel 1.
Konsentrasi Warna
Jumlah Koloni Bakteri ekstrak Air (CFU/Plate) *
Jumlah Koloni Bakteri ekstrak Etanol (CFU/Plate) * Ekstrak Air Esktrak Etanol
25% Gelap 3008±227.86 3±1.41 30% Gelap 2289.75±214.51 1.75±0.5 35% Gelap 1812.5±106.64 1.5±0.58 40% Gelap 1379.75±182.33 1.25±0.5 45% Gelap 845±83.03 1±0.82 50% Gelap 7.5±3.79 0.25±0.5 Original Inoculum 111390±10675.41 111390±10675.41
Kontrol positif Keruh 127025±2657.54 127025±2657.54
Kontrol negatif Gelap 0±0 0±0
*Rerata jumlah koloni bakteri yang dihitung dengan empat kali ulangan
Hasil perbandingan uji potensi antibakteri ekstrak air dengan ekstrak etanol daun kelor Tabel 5.1 mempunyai nilai signifikan (p < 0.05), terdapat perbedaan pengaruh pemberian dari masing-masing ekstrak. Nilai koofisien korelasi dari ekstrak air sebesar -0.985 dan ekstrak etanol -0.735. Arah korelasi negatif menunjukan bahwa semakin tinggi jumlah konsentrasi, maka jumlah pertumbuhan koloni bakteri semakin menurun dengan persamaan garis Y =5793.405-112.969x untuk esktrak air dan ekstrak etanol Y=4.940-0.093x. Disebutkan juga bahwa jumlah pertumbuhan koloni ekstrak air daun kelor lebih banyak dibandingkan ekstrak etanol daun kelor.
Nilai MBC ekstrak air daun kelor tehadap P. aeruginosa pada konsentrasi 50% sedangkan ekstrak etanol pada konsentrasi 25%. Perbedaan potensi pada kedua ekstrak ini dikarenakan bahwa ekstrak etanol yang dapat melarutkan bahan aktif antibakteri yang bersifat polar dan non polar dibandingkan dengan ekstrak air, sehingga ekstrak etanol daun kelor lebih berpotensi sebagai antibakteri (Ramadhan dan Phaza, 2010).
Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian sebelumnya oleh Rahman, et al. (2009), Shigella shinga dan Bacillus
subtilis dengan zona hambat 7.75 mm dan 17.25 mm untuk ekstrak air, sedangkan ekstrak etanol sebesar 17.5 mm dan 20.23 mm pada konsentrasi 1175 μg disc-1. Sedangkan menurut Bukar, et al. (2010), ekstrak etanol daun kelor (M. oleifera) terhadap isolat bakteri food – borne, daun kelor bersifat broad spectrum atau spektrum luas yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri.
Busani, et al. (2012), menyebutkan bahwa ekstrak air daun kelor hanya mempunyai sedikit aktivitas antibakteri bahkan tidak terdapat aktivitas antibakteri. Masikan dan Afolayan (2002) melaporkan bahwa bakteri gram negatif lebih tahan terhadap ekstrak air. Selain itu ekstrak air tidak mempunyai aktivitas antibakteri karena ekstrak air berbeda dari pelarut lainnya yang mempunyai banyak komponen yang dapat berinteraksi secara antagonistik dalam mengikat bahan aktif. Dougnon (2011) menjelaskan bahwa ekstrak etanol daun kelor mempunyai aktivitas antibakteri yang baik karena dapat mengurangi jumlah koloni bakteri. Hal ini didukung oleh Oloduro (2011), ekstrak etanol daun kelor mampu menghambat pertumbuhan bakteri P. aeruginosa (LIO) dengan zona hambat yang lebih besar dibandingkan dengan ekstrak air. Pemilihan dalam penggunaan
pelarut untuk ekstraksi akan mempengaruhi komponen bahan aktif yang terlarut, sehingga hasil potensi antibaktei yang didapatkan akan berbeda.
Kandungan daun kelor (M. oleifera) juga telah diketahui mengandung bahan aktif sebagai antibakteri seperti flavonods, saponin, tanin, dan senyawa fenolik lain yang mempunyai aktivitas antimikroba (Sato, et al., 2004; Cushine dan Lamb, 2005; Mboto, et al., 2009). Mekanisme bahan aktif antibakteri ini adalah merusak membran sel bakteri dengan meningkatkan permeabilitas dari dinding sel bakteri sehinggal bakteri lisis (Esimone, et al., 2006).
Kesimpulan
Ekstrak air daun kelor dan ekstrak esktrak etanol daun kelor mempunyai potensi antibakteri terhadap P. aeruginosa dengan MIC ekstrak air daun kelor dan ekstrak etanol daun kelor terhadap P. aeruginosa tidak diketahui. Sedangkan nilai MBC ekstrak air pada konsentrasi 50% dan ekstrak etanol pada konsentrasi 25%, dimana ekstrak etanol daun kelor lebih berpotensi sebagai antibakteri terhadap P. aeruginosa daripada ekstrak air daun kelor.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Sri Murwani, drh., M.P. atas bimbingan dan kesempatan dalam mengikuti payung penelitiannya. Dr. Djoko Winarso, drh, MS atas bimbingan dan arahannya yang diberikan. Drh. Dahliatul Qosimah yang telah memberikan arahan dan masukannya. Faris Nurhanafi, Alfan Chilmy selaku teman sekelompok penelitian, serta staf Laboratorium Mikrobiologi Program Kedokteran Hewan, dan Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran, Laboratorium Farmakologi Fakultas Kedokteran dan Laboratorium FAAL Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya.
Daftar Pustaka
Bukar, A., T.I. Uba and Oyeyi. 2010. Antimicrobial Profile of Moringa oleifera lam. Extracts Against Some Food – Borne Microorganisms. Bayero Journal of Pure and Applied Sciences, 3(1): 43 – 48.
Busani, M., P.M. Julius and M. Voster. 2012. Antimicrobial Activities of Moringa oleifera Lam leaf Extracts. African Journal of Biotechnology, 11(11): 2797-2802.
Collins, CH., P.M. Lyne, J.M. Grange and Falkinham. 2004. Microbiological Methods. London : Hodder Headline Group 338 Euston Road. Hal 262-265.
Cushine, T.P.T. and A.J. Lamb. 2005. Antimicrobial activity of flavonoids. Int. J. Antimicrobial. Agents, 26(5): 343-356. Dougnon J. T., A.P. Edorh, H.S. Bankole, M.
Kpodekon and J. Gbenou. 2011. Efficiency of Ethanol Extract of Moringa oleifera lam Leaves for the Treatment of
Staphylococcus aureus Infections in Chicks. Journal of Medicinal Plants Research, 5(31) : 6704-6708.
Esimone, C.O., I.R. Iroha, E.C. Ibezim, C.O. Okeh and E.M. Okpana. 2006. In Vitro Evaluation of the Interaction between Tea Extracts and Penicillin G Against Staphylococcus aureus. Afr. J. Biotechnol. 5 (11): 1082-1086.
Fuglie, L. J. 2001. The Miracle Tree (The Multiple Atribute of Moringa). Senegal: CWS Dakkar.
Hauser, A. R and P. Sriram. 2005. Severe Pseudomonas aeruginosa Infections. Problem Infections in Primary Care (117): 1.
Japoni, A., S. Farshad and A. Alborzi. 2009. Pseudomonas aeruginosa: Burn Infection, Treatmentand Antibacterial
Resistance.Iranian Red Crescent Medical Journal, 11(3) : 244-253. Masika P.J., and A.J. Afolayan 2002.
Antimicrobial activity of some plants used for the treatment of livestock disease in the Eastern Cape. South Africa. J. Ethnopharmacol, 83(1-2): 129-134.
Mboto, C.I., M.E. Eja, A.A. Adegoke, G.D. Iwatt, B.E. Asikong, I. Takon, S.M.
Udo and M. Akeh. 2009.
Phytochemical Properties and Antimicrobial Activities of Combined Effect of Extracts of the Leaves of Garcinia Kola, Vernonia amygdalina and Honey on Some Medically Important Microorganisms. Afr. J. Microbiol, Res. 3(9): 557-559.
Olodura, A. O. 2012. Evaluation of Antimicrobial Properties and Nutritional Potentials of Moringa oleifera Lam. leaf in South-Western Nigeria. Malaysian Journal of Microbiology, 8(2) : 59-67.
Rahman, M., M. Sheikh, S. Sharmin, M. Islam, M. Rahman and M. Alam. 2009. Antibacterial Activity of Leaf Juice and Extracts of Moringa oleifera Lam. Against Some Human Pathogenic Bacteria. Journal National Science. 8(2) : 219-226.
Ramadhan, A. E dan H.A. Phaza. 2010. Pengaruh Konsentrasi Etanol, Suhu dan Jumlah stage ada Ekstraksi Oleoresin Jahe (Zingiber officinale rosc) secara Batch. Universitas Diponegoro Semarang.
Sato, Y., H. Shibata, T. Arai, A. Yamamoto, Y. Okimura, N. Arakaki and T. Higuti. 2004. Variation in Synergistic Activity by Flavones and its Related Compounds on the Increased Susceptibility of Various Strains of Methicillin-Resistant
Staphylococcus aureus to β-lactam Antibiotics. Int. J. Antimicrob. Agents, 24(3): 26-233.
