TESIS
UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI
(SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI
ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
NI KETUT SINARSIHPROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2016
TESIS
UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI
(SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI
ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
NI KETUT SINARSIH NIM 1492061003
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI KIMIA TERAPAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI
(SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI
ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister,
Program Studi Kimia Terapan, Program Pascasarjana Universitas
Udayana
NI KETUT SINARSIH NIM 1492061003
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI KIMIA TERAPAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 11 JULI 2016
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D.
NIP 19690323 199412 2 001 NIP 19650319 198903 2 001
Mengetahui
Ketua Prodi Magister Kimia Terapan Direktur
Program Pascasarjana Program Pascasarjana Universitas Udayana, Universitas Udayana,
Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si Prof. Dr. dr. A.A.Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP 19540101 198603 1 001 NIP. 19590215 198510 2 001
Tesis Ini Telah Diuji pada Tanggal 11 Juli 2016
Panitia Penguji Tesis
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. : 3070/UN.14.4/HK/2016
Tanggal 30 Juni 2016
Ketua : Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. Anggota :
1. Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D. 2. Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si. 3. Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, M.S. 4. Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si.
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Ni Ketut Sinarsih NIM : 1492061003 Program studi : Kimia Terapan
Judul Tesis : Uji Efektivitas Ekstrak Daun Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr) sebagai Antibakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat.
Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan peraturan Perundang-undangan yang berlaku
Denpasar, Juli 2016 Yang membuat pernyataan
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa atauTuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN
TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI
ESCHERICHIA COLI DAN STAPHYLOCOCCUS AUREUS”. Penulisan tesis ini
bertujuan untuk melengkapi salah satu persyaratan untuk mencapai gelar Magister Program Studi Kimia Terapan di Universitas Udayana Denpasar.
Dalam penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapat bimbingan, saran dan kritik dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ibu Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. selaku Pembimbing Akademis serta Pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan bimbingan, masukan, dan petunjuk dalam menyelesaikan tesis ini, Ibu Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D. selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian untuk tesis ini, Bapak Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si. Ketua Program Studi Magister Kimia Terapan Universitas Udayana sekaligus sebagai penguji yang telah membantu memberikan saran demi kesempurnaan tesis ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, M.S dan Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si sebagai penguji yang turut memberikan masukan saran dan semangat untuk menyelesaikan tesis ini, Rektor Universitas udayana Prof. Dr. Dr. Ketut Suastika, SpPD KEMD atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti program Magister di Universitas Udayana.
Demikian juga kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K), Asisten Direktur I Program Pascasarjana Universitas Udayana Prof. Dr. Made Budiarsa, M.A., Asisten Direktur II Program Pascasarjana Universitas Udayana Prof. Ir. Made Sudiana Mahendra, Ph.D. Penelitian ini tentunya tidak akan terlaksana tanpa kerjasama dengan Lab. Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Lab. Genetik dan Biologi Molekuler Universitas Udayana, Lab. Fakultas Teknologi Pertanian, serta Lab. Kimia Organik Fakultas MIPA Universitas Udayana.
Pada kesempatan ini pula, penulis mengucapkan terima kasih kepada teman-teman Program Studi Magister Kimia Terapan angkatan 2014, serta seluruh dosen dan pegawai yang selalu memberikan semangat dan dorongan dalam menyelesaikan tesis ini. Terimakasih kepada keluarga tercinta atas dukungan semangat dan doa selama penulis menyusun tesis ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmatNya kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini.
Denpasar, Juli 2016 Penulis
ABSTRAK
UJI EFEKTIVITAS EKSTRAK DAUN TREMBESI (SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr) SEBAGAI ANTIBAKTERI ESCHERICHIA COLI DAN
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Penelitian ini dilakukan untuk menentukan efektivitas ekstrak daun trembesi dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli dan S. aureus, yang meliputi penentuan pelarut terbaik, toksisitas akut terhadap mencit, konsentrasi optimum, serta senyawa yang berperan dalam aktivitasnya sebagai antibakteri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak etanol daun trembesi memberikan efek penghambatan yang lebih baik dibandingkan ekstrak air, yaitu sebesar 11 mm terhadap S. aureus dan sebesar 8,67 mm terhadap E. coli pada konsentrasi 4%. Uji toksisitas akut ekstrak etanol pada mencit memberikan hasil LD50 16000 mg/kg BB/hari, yang masuk dalam
kategori tidak toksik. Konsentrasi optimum ekstrak etanol dalam menghambat pertumbuhan bakteri dilakukan secara in vitro pada media Mueller Hinton dan dianalisis dengan Duncan Multiple Range Test dengan hasil 8,3% terhadap S. aureus dan 9% terhadap E. coli. Pada konsentrasi tersebut, aktivitas antibakteri ekstrak etanol daun trembesi dapat dikategorikan sedang terhadap E. coli dan kuat terhadap S. aureus. Uji fitokimia menunjukkan bahwa senyawa-senyawa yang berperan dalam aktivitasnya sebagai antibakteri yaitu alkaloid, steroid, fenol, flavonoid, dan saponin. Kadar total fenol yang terdapat dalam ekstrak etanol daun trembesi sebesar 2,54 % (b/v GAE) dan kadar total flavonoid sebesar 1,23 % (b/v QE).
ABSTRACT
EFFECTIVITY TEST OF SAMANEA SAMAN (Jacq.) Merr LEAVES EXTRACT AS ANTIBACTERIAL TO ESCHERICHIA COLI AND
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
This research has been conducted to determine the effectivity of Samanea saman (Jacq.) Merr leaf extract inhibiting the growth of Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) bacteria. The research included determination of the best solvent, acute toxicity test in mice, finding optimum concentrations, and identification of class compounds that influenced the antibacterial activity. The results showed that the ethanol extract of S. saman leaf at concentration of 4% gave a better inhibitory effect than water extract, that was 11.00 mm against S. aureus and 8.67 mm against E. coli. The acute toxicity test of ethanol extract in mice gave LD50 of 16000
mg/kg BW/day, indicating that the extract was safe for consumption in animal test. The optimum concentration of ethanol extract in inhibiting the growth of bacteria on Mueller Hinton media was analyzed by Duncan Multiple Range Test and it was found to be 8.3% against S. aureus and 9% against E. coli. Phytochemical testing result indicated the presence of alkaloids, steroids, phenols, flavonoids, and saponins which may influence the antibacterial activities of S. saman ethanol leaf extract. Total phenols content of of S. saman ethanol leaf extract was 2.54% (w/v GAE) and total flavonoids content was 1.23% (w/v QE).
RINGKASAN
Infeksi merupakan salah satu masalah kesehatan yang paling umum diderita oleh masyarakat sebagai salah satu akibat adanya pertumbuhan bakteri. Bakteri yang paling banyak menimbulkan kasus infeksi pada masyarakat adalah bakteri patogen dari spesies Staphylococcus aureus (S. aureus) dan Escherichia coli (E. coli). Dalam mengobati penyakit infeksi, masyarakat umumnya menggunakan antibiotik, namun penggunaan antibiotik yang tidak terarah menyebabkan bakteri menjadi resisten. Peningkatan resistensi bakteri terhadap antibiotik memberikan peluang untuk memanfaatkan senyawa bioaktif dari kekayaan hayati, salah satunya adalah tanaman trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr).
Penelitian mengenai aktivitas daun trembesi telah dilakukan salah satu oleh Raghavendra et al. (2008), memberikan hasil bahwa ekstrak air daun trembesi dapat menghambat bakteri patogen tanaman (Xanthomonas pathovars, Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum, dan Xanthomonas campestris pv. vesicatoria) dan 14 bakteri patogen pada manusia. Pengobatan menggunakan daun trembesi yang selama ini diaplikasikan di masyarakat sebagai obat herbal berbentuk jamu dapat dikembangkan menjadi obat herbal terstandar (OHT). Kriteria obat herbal yang dapat digolongkan sebagai obat herbal terstandar adalah standarisasi bahan baku, memenuhi persyaratan mutu, terujinya khasiat dan keamanan secara ilmiah melalui uji praklinik terhadap hewan uji misalnya mencit ataupun tikus melalui uji toksikologi (Haryoto dkk., 2015). Informasi ilmiah mengenai efektivitas obat atau natural product yang akan dikembangkan sebagai OHT sangat dibutuhkan sebagai studi awal untuk memaksimalkan proses pengolahan dan penggunaan produk.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) aktivitas antibakteri dari ekstrak daun trembesi terhadap E. coli dan S. aureus menggunakan beberapa pelarut. (2) toksisitas akut ekstrak daun trembesi terhadap hewan uji mencit melalui paparan secara oral. (3) Konsentrasi optimum ekstrak daun trembesi dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli dan S. aureus. (4) Senyawa metabolit sekunder yang
berperan dalam aktivitas ekstrak daun trembesi yang paling berpotensi sebagai antibakteri E. coli dan S. aureus.
Ekstraksi menggunakan pelarut air dan etanol dilakukan dengan metode maserasi dan diuapkan menggunakan rotary evaporator sehingga diperoleh ekstrak kental. Pengujian antibakteri dilakukan dengan metode difusi agar menggunakan kertas cakram pada media Mueller Hinton (MH). Uji toksisitas akut pada mencit dirancang berdasarkan metode yang dikembangkan oleh Weil (1952) dengan paparan oral yang dilakukan dengan cara disonde. Penentuan senyawa-senyawa metabolit sekunder yang terkandung dalam ekstrak daun trembesi dilakukan dengan uji fitokimia menggunakan metode Culvenor Fitzgerald untuk uji Alkaloid, Lieberman Burchard untuk uji Terpenoid dan Steroid, metode Busa untuk uji Saponin, metode FeCl3 untuk uji Fenol, serta Wilstatter untuk uji Flavonoid.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak daun trembesi menggunakan pelarut air dan etanol memberikan aktivitas antibakteri pada E. coli dan S. aureus, yang mana pelarut etanol memberikan hasil yang lebih baik yaitu 11 mm terhadap S. aureus dan 8,67 mm terhadap E.coli pada konsentrasi 4%. Uji toksisitas akut ekstrak etanol pada hewan uji yaitu mencit memberikan hasil LD50> 15000 mg/kg BB/hari
dan apabila dikonversi ke manusia maka ekstrak etanol ini tidak toksik dikonsumsi pada dosis 6.206,4 g.
Konsentrasi optimum ekstrak etanol dalam menghambat pertumbuhan bakteri dianalisis dengan Duncan Multiple Range Test. Pengujian pada S. aureus dan E. coli menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak, maka daya hambat terhadap pertumbuhan bakteri semakin besar. Namun pada konsentrasi tertentu, yaitu di atas 8,3% menunjukkan daya hambat yang tidak berbeda nyata terhadap pertumbuhan S. aureus dan di atas 9% menunjukkan daya hambat yang tidak berbeda nyata terhadap pertumbuhan E. coli. Uji fitokimia menunjukkan bahwa senyawa-senyawa yang berperan dalam aktivitas antibakteri ekstrak etanol daun trembesi yaitu alkaloid, steroid, fenol, flavonoid, dan saponin. Uji fenol dan flavonoid menunjukkan hasil positif sehingga dilakukan pengukuran kadar total fenol dan total flavonoid. Kadar total fenol dalam ekstrak etanol daun trembesi sebesar 2,54 % (b/v GAE) dan kadar total flavonoid sebesar 1,23 % (b/v QE).
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM... i
PRASYARAT GELAR... ii
LEMBAR PERSETUJUAN... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI... iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT……… v
UCAPAN TERIMA KASIH... vi
ABSTRAK... viii
ABSTRACT... ix
RINGKASAN... x
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTAR TABEL... ... xv
DAFTAR GAMBAR. ... xvi
DAFTAR SINGKATAN... xvii
DAFTAR LAMPIRAN... xviii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6 2.1 Tanaman Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr.)... 6
2.2 Kandungan Kimia Tumbuhan... 10
2.2.1 Alkaloid……… ... 10
2.2.2 Terpenoid dan Steroid ... 11
2.2.3 Senyawa Fenolik………. 13
2.2.4 Flavonoid……… 13
2.2.5 Saponin………... 15
2.3 Bakteri.. ... 16
2.4 Bakteri Escherichia coli... 19
2.5 Bakteri Staphylococcus aureus………... 20
2.6 Zat Antibakteri……… 22
2.7 Uji Aktivitas Antibakteri………... ... 24
2.7.1 Metode Dilusi... 24
2.7.2 Metode Difusi Agar... 25
2.8 Media Uji Antibakteri……… 26
2.9 Konsentrasi Hambat Minimum……….. 27
2.10 Toksisitas Akut………. 28
2.11 Metode Pengujian Toksisitas Akut……….. 30
BAB III KERANGKA BERPIKIR KONSEP DAN HIPOTESIS
PENELITIAN 35
3.1 Kerangka Berpikir... 35
3.2 Kerangka Konsep... 38
3.3 Hipotesis... 39
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 40 4.1 Rancangan Penelitian ... 40
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 41
4.3 Bahan Penelitian ... 41
4.4 Alat Penelitian ... 41
4.5 Prosedur Penelitian ... 42
4.5.1 Pengambilan dan Penyiapan Sampel... 42
4.5.2 Ekstraksi Daun Trembesi……… 42
4.5.3 Pengujian Aktivitas Antibakteri……... 43
4.5.4 Penentuan Konsentrasi Hambat Minimum... 45
4.5.5 Uji Toksisitas Akut pada Mencit... 45
4.5.6 Penentuan Konsentrasi Efektif……… 47
4.5.7 Penentuan Kandungan Senyawa Metabolit Sekunder……… 48
4.5 Analisis Data……. ... 51
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 52
5.1 Aktivitas Ekstrak Daun Trembesi sebagai Antibakteri Terhadap E. coli dan S. aureus ... 52
5.2 Uji Konsentrasi Hambat Minimum…………... 57
5.3 Toksisitas Akut Ekstrak Etanol Daun Trembesi... 61
5.4 Konsentrasi Efektif Ekstrak Daun Trembesi dalam Menghambat Pertumbuhan E. coli dan S. aureus………. 62
5.5 Senyawa Metabolit Sekunder dalam Ekstrak Etanol Daun Trembesi…….……… 67
5.5.1 Kandungan Metabolit Sekunder dalam Ekstrak Etanol Daun Trembesi... 67
5.5.2 Kandungan Total Fenol dan Total Flavonoid……… 69
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN... 79
6.1 Kesimpulan... 79
6.2 Saran... 80
DAFTAR PUSTAKA 81
DAFTAR TABEL
Halaman 2.1 Perbedaan Bakteri Gram Negatif dan Bakteri Gram Positif.... 17 2.2 Klasifikasi Respon Hambatan Pertumbuhan Mikroba………. 27 2.3 Daftar Volume Maksimal Bahan Uji pada Pemberian Secara
Oral... 28 2.4 Klasifikasi Zat Kimia Sesuai dengan Toksisitas Relatifnya… 29 5.1 Daya Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S. aureus
dari Ekstrak Etanol dan Ekstrak Air Daun Trembesi Pada
Konsentrasi 2% dan 4%... 54 5.2 Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S.
aureus Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada Berbagai
Konsentrasi ………... 59 5.3 Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri Pada Uji
KHM S. aureus dari Berbagai Konsentrasi Ekstrak Etanol…. 60 5.4 Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Bakteri E. coli dan S.
aureus pada Berbagai Konsentrasi Ekstrak Etanol Daun
Trembesi………... 64 5.5 Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Etanol Daun Trembesi... 67
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Karakteristik Bagian Tanaman Trembesi... 7
2.2 Bentuk Mikroskopis Koloni E. coli... 20
2.3 Bentuk Mikroskopis Koloni S. aureus…... 21
3.1 Konsep Penelitian... 38
5.1 Daya Hambat Ekstrak Etanol dan Ekstrak Air Daun Trembesi pada S. aureus dan E. coli... 53
5.2 Grafik Perbandingan Zona Hambat Ekstrak Daun Trembesi pada S. aureus dan E. coli dengan Pelarut Etanol dan Pelarut Air………... 55
5.3 Daya Hambat Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada berbagai konsentrasi pada S. aureus dan E. coli………. 58
5.4 Daya Hambat Ekstrak Etanol Daun Trembesi pada Berbagai Konsentrasi Terhadap S. aureus………... 59
5.5 Diameter Zona Hambat Ekstrak Etanol pada Berbagai Konsentrasi Terhadap S. aureus dan E. coli…... 63
5.6 Grafik Hubungan Konsentrasi dengan Diameter hambat Bakteri S. aureus dan E. coli………... 65
5.7 Reaksi Reduksi Senyawa Fenol oleh Reagen Folin Ciocalteu Menghasilkan Kompleks Molybdenum... 70
5.8 Kurva Regresi Standar Asam Galat………... 72
5.9 Reaksi Pembentukan Kompleks Flavonoid dengan Adanya AlCl3 ………... 73
DAFTAR SINGKATAN
FeCl3 : Besi (III) Klorida
AlCl3 : Aluminium klorida
HCl : Asam klorida Mg : Magnesium
NaOH : Natrium Hidroksida KOH : Kalium Hidroksida H2SO4 : Asam sulfat NA : Nutrient Agar BB : Berat Badan M : Molar g : gram kg : kilogram mg : milligram μL : mikroliter mL : mililiter L : liter μm : mikrometer mm : milimeter
DNA : Deoxyribo Nucleic Acid RNA : Ribo Nucleic Acid pH : power of Hidrogen
KHM : Konsentrasi Hambat Minimum OHT : Obat Herbal Terstandar
LD : Lethal Dose
DMRT : Duncan Multiple Range Test ANOVA : Analysis of Variant
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Pembuatan Larutan Uji Antibakteri Ekstrak Etanol dan Air…... 86
2 Pembuatan Larutan Uji KHM Ekstrak Etanol... 88
3 Perhitungan Penentuan Dosis... 90
4 Pembuatan Larutan untuk Uji Toksisitas... 90
5 Perlakuan Uji Toksisitas pada Mencit... 93
6 Pembuatan Larutan untuk Penentuan Konsentrasi Efektif... 94
7 Pembuatan Larutan Standar untuk Uji Total Fenol... 98
8 Pembuatan Larutan Standar untuk Uji Total Flavonoid... 99
9 Tabel Diameter Hambat Ekstrak Daun Trembesi dalam Terhadap Pertumbuhan E. coli dan S. aureus untuk Penentuan Waktu Optimum………... 100
10 Hasil Pengujian Total Fenol……….. 101
11 Perhitungan Total Fenol Ekstrak Etanol Daun Trembesi... 102
12 Hasil Pengujian Total Flavonoid….……….. 103
