BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Uraian tumbuhan meliputi, sistematika tumbuhan, nama daerah, morfologi tumbuhan, serta penggunaan tumbuhan.
2.1.1 Sistematika tumbuhan
Sistematika tumbuhan semangka menurut Rukmana (1994), sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Class : Dicotyledoneae Ordo : Cucurbitales Famili : Cucurbitaceae Genus : Citrullus
Spesies : Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai.
2.1.2 Sinonim
Buah semangka memiliki nama sinonim yaitu Citrullus vulgaris Schard (Rukamana, 1994).
2.1.3 Nama asing
Buah Semangka memiliki nama asing seperti watermelon (Inggris), xi gua (Cina), hamaka (Halmahera), waatlemoen (Afrika), bateakh (Arab Saudi) (Dalimartha, 2003; Parmar, 2009).
2.1.4 Nama daerah
ghuleng – ghuleng (Jawa), mandike (Karo), karamboja, kalambosa, kamandriki (Sumatera), mendikal, pateka (Maluku), lamuja, karamujo, ramujo, samaka (Lampung) (Dalimartha, 2003).
2.1.5Morfologi tumbuhan
Semangka merupakan salah satu buah yang sangat digemari masyarakat Indonesia karena rasanya yang manis, renyah dan kandungan airnya yang banyak. Buah semangka memiliki kulit yang keras, berwarna hijau pekat atau hijau muda dengan garis – garis hijau tua, daging buahnya yang berair berwarna merah atau kuning (Prajnanta, 1999).
Perakaran tanaman semangka merupakan akar tunggang yang terdiri atas akar utama (primer) dan akar lateral (sekunder). Dari akar lateral keluar serabut – serabut akar (akar tersier). Panjang akar primer sampai pangkal batang berkisar 15-20 cm sedangkan akar lateral menyebar sekitar 35-45 cm. Tanaman semangka apabila dibiarkan tumbuh liar akan memiliki pecabangan yang banyak (7-10) meter dan biasanya percabangan utama terletak paling tengah dan memiliki pertumbuhan paling kuat. Panjang batang cabang dapat mencapai 7 meter apabila tidak dipotong.Bentuk batang cabang agak bersegi dan berbulu. Dari satu batang cabang akan muncul cabang-cabang sekunder (lateral), dari ketiak – ketiak cabang sekunder ini apabila pertumbuhan tanaman sangat subur akan keluar percabangan tersier (Prajnanta, 1999).
Sulur tumbuh dari ketiak daun, bercabang 2 – 3, sulur – sulur ini berguna sebagai alat pembelit.Daun berseling, bertangkai, helaian daun lebar dan berbulu, menjari, dengan ujung runcing. Panjang daun berkisar 3 – 25 cm dengan lebar 1,5 – 15 cm. Bagian tepi daun bergelombang, permukaan bawahnya berambut rapat pada tulangnya. Semangka memiliki tiga jenis bunga, yaitu bunga jantan, bunga
betina, dan bunga sempurna. Umumnya semangka memiliki bunga jantan dan bunga betina dengan proporsi 7 : 1. Bunga jantan memiliki tangkai sepanjang 12 – 45 mm, mahkota bunga sepanjang 10 – 25 mm dan berwarna kekuningan. Sementara bunga betina dengan panjang tangkai 45 mm, lima helai mahkota bunga, dan berwarna kuning kehijauan (Sobir dan Siregar, 2010).
Buah berbentuk bulat hingga memanjang dengan ukuran panjang 20 – 30 cm, diameter 15 – 20 cm, dan berat 4 – 20 kg.Kulit buahnya tebal dan licin, warna kulit buah hijau bergaris hijau tua.Daging buah berwarna merah dan kuning.Biji bentuk memanjang dan pipih, warnanya hitam, putih atau coklat kemerahan dan ada juga tidak berbiji (seedless) (Sobir dan Siregar, 2010).
2.1.6 Penggunaan tumbuhan
Buah semangka mengandung banyak air, memiliki aroma yang khas dan rasanya manis. Buah semangka digemari lapisan masyarakat, terlebih waktu cuaca pana pada musim kemarau. Adapula jenis semangka yang sengaja dibudayakan untuk dimanfaatkan bijinya. Jenis semangka biji ini memiliki aroma dan rasa yang tawar, biji – biji dari jenis semangka khusus ini diolah dengan cara tertentu menjadi makanan ringan yang disebut “kuwaci”. (Wihardjo, 2000).
Daging buah semangka digunakan untuk pengobatan tekanan darah tinggi, demam, mulut kering, sakit tenggorokan, sariawan, napas berbau dan menghilangkan kerutan diwajah (Widyaningrum, 2011). Kulit buah semangka sering dimanfaatkan untuk asinan atau acar seperti halnya buah ketimun (Wihardjo, 2000).
2.1.7 Kandungan kimia
Pada kulit buah semangka mengandung natrium (1,00 mg), kalium (82,00 mg), mangan (0,038 mg), magnesium (10 mg) (Rukmana, 1994). Kulit buah
semangka juga mengandung alkaloid, flavonoid, saponin, steroid/triterpenoid (Okafor dkk, 2015). Menurut Guoyao dkk. (2007), pada daging dan kulit buah semangka ditemukan zat citrulline. Citrulline lebih banyak ditemukan pada kulit semangka yakni sekitar 60% dibanding dagingnya. Zat citrulline akan bereaksi dengan enzim tubuh ketika dikonsumsi dalam jumlah yang cukup lalu diubah menjadi arginin, asam amino non essensial yang berkhasiat bagi jantung, sistem peredaran darah, dan kekebalan tubuh.
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak larut menggunakan pelarut cair. Simplisia yang diekstraksi mengandung senyawa aktif yang dapat larut dan senyawa yang tidak dapat larut seperti serat, karbohidrat, protein dan lain-lain. Senyawa aktif yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan kedalam golongan minyak atsiri, alkaloida, flavonoida dan lain-lain. Mengetahui senyawa aktif yang dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dengan cara yang tepat (Ditjen POM., 2000).
Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan mengekstraksi zat aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan (Ditjen POM., 1995).
2.2.1 Metode ekstraksi
Menurut Ditjen POM (2000), ada beberapa metode ekstraksi yaitu: 1. Cara dingin
Ekstraksi dengan cara dingin terdiri dari: a. Maserasi
Maserasi adalah proses pengekstraksian simplisia dengan menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruang (kamar). Maserasi kinetik berarti dilakukan pengadukan yang kontinu (terus-menerus).Remaserasi berarti dilakukan pengulangan penambahan pelarut setelah dilakukan penyaringan maserat pertama dan maserat selanjutnya.
b. Perkolasi
Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada temperatur ruang. Proses terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara, tahap perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) terus menerus sampai diperoleh ekstrak (perkolat) yang jumlahnya 1-5 kali bahan.
2. Cara panas
Ekstraksi dengan cara panas terdiri dari: a. Refluks
Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik. Umumnya pada metode ini dilakukan pengulangan proses pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi sempurna.
b. Sokletasi
Sokletasi adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi kontinu dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.
c. Digesti
Digesti adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada temperatur ruangan (kamar), yaitu secara umum dilakukan pada temperatur 40-50°C.
d. Infudasi
Infudasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada temperatur 90oC selama 15 menit.
e. Dekoktasi
Dekoktasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada temperatur 90oC selama 30 menit.
2.3 Bakteri
2.3.1 Uraian umum
Nama bakteri berasal dari kata “bakterion” dari bahasa Yunani yang berarti tongkat atau batang, nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme yang bersel satu, berkembangbiak dengan pembelahan diri serta demikian kecilnya sehingga hanya tampak dengan mikroskop (Dwidjoseputro, 1978).
Kelompok bakteri terdiri atas semua organisme prokariotik patogen dan nonpatogen, serta organisme prokariotik yang bersifat fotoautrotof. Spesies bakteri dapat dibedakan berdasarkan morfologi (bentuk), komposisi kimia (umumnya dideteksi dengan reaksi kimia), kebutuhan nutrisi, aktivitas biokimia dan sumber energi (sinar matahari atau bahan kimia) (Pratiwi, 2008).
Pertumbuhan dan perkembangan bakteri dipengaruhi oleh : 1. Zat makanan (nutrisi)
Sumber zat makanan bagi bakteri diperoleh dari senyawa karbon, nitrogen, sulfur, fosfor, unsur logam, vitamin dan air untuk fungsi metabolik dan pertumbuhannya (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Keasaman dan kebasaan (pH)
Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH optimum pertumbuhan antara 7,2-7,6 (Saputra, 2012).
3. Temperatur
Proses pertumbuhan bakteri tergantung pada reaksi kimiawi dan laju reaksi kimia yang dipengaruhi oleh temperatur. Berdasarkan hal tersebut maka bakteri dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Bakteri psikofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 0-30oC, dengan temperatur optimum adalah 10-20oC.
b. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 5-60oC, temperatur optimum adalah 25-40oC.
c. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur optimum adalah 55-65oC (Pelczar dan Chan1988).
4. Oksigen
a. Aerobik, yaitu bakteri yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya.
b. Anaerobik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh tanpa oksigen.
c. Anaerobik fakultatif, yaitu bakteri yang dapat tumbuh dengan oksigen ataupun tanpa oksigen.
d. Mikroaerofilik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh baik dengan adanya sedikit oksigen (Saputra, 2012).
Medium yang baik bagi pertumbuhan bakteri adalah medium isotonis terhadap isi sel bakteri (Pelczar dan Chan1988).
6. Kelembapan
Secara umum bakteri tumbuh dan berkembang biak dengan baik pada lingkungan yang lembab. Kebutuhan akan air tergantung dari jenis bakterinya (Pelczar dan Chan1988).
2.3.2 Escherichia coli
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Escherichia coli adalah sebagai berikut: Divisi : Schizophyta Kelas : Schizomycetes Ordo : Eubacteriales Suku : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli umumnya merupakan flora normal saluran pencernaan tubuh manusia dan hewan. Escherichia coli merupakan bakteri gram negatif berbentuk batang, tidak berkapsul, umumnya mempunyai fimbria dan bersifat motile. Sel Escherichia coli mempunyai ukuran panjang 2,0-6,0 μm dan lebar 1,1-1,5 μm, tersusun tunggal, berpasangan, dengan flagella peritikus (Supardi dan Sukamto, 1999).
Escherichia coli dapat memproduksi enterotoksin. Organ sasaran
enterotoksin adalah usus kecil dan menyebabkan diare sebagai akibat dari pengeluaran cairan dan elektrolit (Dzen, 2003).
2.3.3 Staphylococcus aureus
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Staphylococcus aureus yaitu: Divisi : Schizophyta Kelas : Schizomycetes Ordo : Eubacteriales Suku : Micrococcaceae Genus : Staphylococcus
Spesies : Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus termasuk dalam suku Micrococcaceae, merupakan
bakteri gram positif, berbentuk bulat (kokus) atau oval dengan diameter sekitar 1μm, terdapat tunggal dan berpasangan, secara khas membelah diri pada lebih dari satu bidang sehingga membentuk gerombolan yang tidak teratur dan menyerupai buah anggur. Staphylococcus aureus tidak membentuk spora dan termasuk anaerob fakultatif. Tumbuh lebih cepat dan lebih banyak dalam keadaan aerobik.
Staphylococcus aureus adalah bakteri mesofil dengan suhu pertumbuhan optimum
37oC. Staphylococcus aureushidup sebagai saprofit di dalam saluran-saluran pengeluaran lendir dari tubuh manusia dan hewan seperti hidung, mulut, tenggorokan dan dapat pula dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin (Supardi dan Sukamto, 1999).
Keracunan makanan yang disebabkan oleh enterotoksin Staphylococcus
aureus dapat menimbulkan berbagai gejala. Gejala-gejala tersebut yaitu meliputi
muntah, diare, mual, kejang dan kram pada abdominal serta sakit kepala (ICMSF, 1996).
2.4 Morfologi Bakteri
Berdasarkan morfologinya bakteri dapat dibedakan atas tiga bagian yaitu: 1. Bentuk basil
Basil adalah bakteri yang mempunyai bentuk batang atau silinder dan membelah dalam satu bidang, berpasangan ataupun bentuk rantai pendek atau panjang.
Basil dapat dibedakan atas:
a. Monobasil yaitu basil yang terlepas satu sama lain dengan kedua ujung tumpul. Contoh: Eschericia coli.
b. Diplobasil yaitu basil yang bergandeng dua dan kedua ujungnya tumpul. Contoh: Salmonella typhimurium.
c. Streptobasil yaitu basil yang bergandengan panjang membentuk rantai. Contoh: Bacillus anthracis (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Bentuk kokus
Kokus adalah bakteri yang bentuknya seperti bola-bola kecil, ada tunggal dan ada yang berpasang-pasangan.
Bentuk kokus ini dapat dibedakan atas: a. Diplokokus yaitu kokus yang bergandeng dua.
Contoh: Diplococcus pneumonia.
b. Tetrakokus yaitu kokus yang mengelompok empat. Contoh: Pediococcus cerevisiae.
c. Stafilokokus yaitu kokus yang mengelompok dan membentuk anggur. Contoh: Staphylococcus aureus.
d. Streptokokus yaitu kokus yang bergandengan panjang menyerupai rantai. Contoh: Streptococcus mutans.
e. Sarsina yaitu kokus yang mengelompok seperti kubus. Contoh: Sarcina luten(Volk dan Wheeler, 1993). 3.Bentuk spiral
Spiral apat dibedakan atas:
a. Spiral yaitu menyerupai spiral atau lilitan. Contoh: Spirillium minor.
b. Vibrio yaitu bentuk batang yang melengkung berupa koma. Contoh: Vibrio cholerae.
c. Spirochaeta yaitu menyerupai bentuk spiral, bedanya dengan spiral dalam kemampuannya melenturkan dan melengkukkan tubuhnya sambil bergerak. Contoh: Spirochaeta palida (Volk dan Wheeler, 1993).
(1) (2)
(3)
2.5 Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase log (fase esksponensial), fase stasioner dan fase kematian.
- Fase lag
Fase lag merupakan fase adaptasi, yaitu fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru. Waktu penyesuaian ini umumnya berlangsung selama 2 jam. Kuman belum berkembang biak dalam fase ini, tetapi aktivitas metabolismenya sangat tinggi. Fase ini merupakan persiapan untuk fase berikutnya (Saputra, 2012).
- Fase log (fase esksponensial)
Fase ini merupakan fase dimana mikroorganisme tumbuh dan membelah pada kecepatan maksimum, tergantung pada genetika mikroorganisme, sifat media, dan kondisi pertumbuhan. Sel baru terbentuk dengan laju konstan dan massa yang bertambah secara eksponensial. Laju pertumbuhan akan terhambat bila satu atau lebih nutrisi dalam kultur habis, sehingga hasil metabolisme yang bersifat racun akan tertimbun dan menghambat pertumbuhan (Pratiwi, 2008). - Fase stationer
Pada fase ini bakteri mulai ada yang mati dan pembelahan pun terhambat seiring dengan meningkatnya bakteri, meningkat juga jumlah hasil metabolisme yang toksis. Pada saat ini terjadi jumlah bakteri yang hidup tetap sama(Saputra, 2012).
- Fase kematian
Pada fase ini jumlah sel yang mati meningkat.Konsentrasi produk buangan yang bersifat toksis meningkat dan ketersediaan makanan untuk bakteri menurun.Jumlah bakteri yang mati meningkat dengan cepat.Sebagian bakteri
terlihat berbeda dari bakteri yang sehat pada fase log.Perubahan morfologi bakteri juga terlihat seperti bakteri semakin panjang, terlihat bercabang, filamennya juga berubah sehingga sulit untuk diidentifikasi (Engelkirk, 2010).
2.6 PengujianAktivitas Antimikroba
Pengukuran aktivitas antimikroba dapat dilakukan dengan metode difusi atau dengan metode dilusi.
a. Cara difusi
Metode yang digunakan adalah cakram kertas, silinder gelas/logam dan pencetak lubang yang diletakkan pada media agar padat yang telah dicampurkan dengan mikroba uji dan zat yang bersifat antimikroba diteteskan ke dalam pencadang kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 18-24jam. Selanjutnya diamati adanya area (zona) jernih di sekitar pencadang yang menunjukkan tidak adanya pertumbuhan mikroba (Dzen,2003).
b. Cara dilusi
Metode ini digunakan untuk menentukan Kadar Hambat Minimum (KHM) dan Kadar Bunuh Minimum (KBM) dari zat antimikroba. Metode ini menggunakan satu seri tabung reaksi yang diisi media cair dan sejumlah mikroba uji. Tabung diuji dengan zat antimikroba yang telah diencerkan secara serial. Seri tabung diinkubasi pada suhu ± 37oC selama 18-24jam dan diamati terjadinya kekeruhan pada tabung. Selanjutnya biakan dari semua tabung yang jernih diinokulasikan pada media agar padat, diinkubasikan pada suhu ± 37oC selama 18-24 jam. Lalu diamati ada tidaknya mikroba yang tumbuh (Dzen, 2003).
