AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI
DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI
ANTIBAKTERI
TESIS
Oleh
ENDANG SULISTYARINI GULTOM
117030025/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI
DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI
ANTIBAKTERI
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Biologi Pada Program Pascasarjana Fakultas
MIPA, Universitas Sumatera Utara
Oleh
ENDANG SULISTYARINI GULTOM
117030025/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
PENGESAHAN TESIS
Judul : AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG
BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2 dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI
Kategori : TESIS
Nama : ENDANG SULISTYARINI GULTOM
Nomor Induk Mahasiswa : 117030025
Program Studi : PASCASARJANA (S-2) BIOLOGI
Departemen : BIOLOGI
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Medan, Agustus 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
NIP. 19651101 199103 1 002 NIP. 19640409 199403 1 003 Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
Ketua Program Studi Dekan FMIPA USU
Pascasarjana Biologi FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed Dr. Sutarman, M.Sc
NIP. 19660209 199203 1 003 NIP. 19631026 199103 1 001
PERNYATAAN ORISINALITAS
AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI
DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI
ANTIBAKTERI
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Februari 2014
Endang Sulistyarini Gultom NIM. 117030025
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Endang Sulistyarini Gultom
NIM : 117030025
Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
Aktifitas Ekstrak Bakteri yang Berasosiasi dengan Spons Haliclona sp2. dan Axinellid sp. sebagai Antibakteri.
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya
Medan, Februari 2014
Endang Sulistyarini Gultom
Telah diuji pada
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
Anggota : 1. Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
2. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed 3. Dr. It Jamilah, M. Sc
RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap Berikut Gelar
: Endang Sulistyarini Gultom, S.Si, Apt
Tempat dan Tanggal Lahir : Sabungannihuta, 15 Mei 1981
Alamat Rumah : Jl.Pelajar Timur perumahan Griya Unimed no 29 Medan
Telepon/Faks/Hp : 08116155256
Email : Nadgul_bellefamille@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja : Universitas Negeri Medan
Alamat Kantor : Jln.Williem Iskandar Pasar V Medan estate
Telepon : 061-6613365
DATA PENDIDIKAN
SD : Swasta RK Santo Paulus Onanrunggu Tamat : 1993
SLTP : Swasta ERIA Medan Tamat : 1996
SMA : Swasta Prayatna Medan Tamat : 1999
Strata-1 : Jurusan Farmasi, FMIPA USU Tamat : 2005 Apoteker : Profesi Apoteker, FMIPA USU Tamat : 2006 Strata-2 : Program Pascasarjana Biologi, FMIPA USU Tamat : 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu`alaikum Wr. Wb.
Segala puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan berkah dan rahmat-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tesis ini. Shalawat beriring salam saya sampaikan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW. Dalam kesempatan ini, saya mengucapkan terimakasih kepada segenap pihak:
1. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan, pengarahan, perhatian dan pengertian yang telah diberikan kepada saya.
2. Prof Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku dosen penguji I dan Dr. It Jamilah, M.Sc selaku dosen penguji II yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun serta wawasan sehingga pengetahuan saya bertambah.
3. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. BioMed selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Biologi USU, Dr. Suci Rahayu, M. Si selaku Sekretaris Program studi Pascasarjana Biologi USU yang telah banyak memberi nasihat, saran dan membantu saya dalam menyelesaikan kuliah pascasarjana. Staf administrasi Program Pascarjana Biologi USU yang telah bersabar menguruskan administrasi selama kuliah serta seluruh staf dan pegawai Program Pascasarjana Biologi USU.
4. Suami tercinta, Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M.Sc, QIA, ananda terkasih Azka Ulima Husna Nadeak yang telah memberikan kasih sayang, perhatian dan pengertian yang besar serta ibunda tercinta, Mestina Samosir. Saudara-saudara tercinta Romla Gultom, S.Pd, Prof. Dr. Syawal Gultom, M.Pd, Rimsa Gultom, Ajun Gultom, Bilman Gultom, M.Pd dan Syamsul Gultom, SKM, M.Kes dan seluruh kakak ipar tersayang Rasita Malades Samosir, Sara Hikmayanti Sinaga, Tiur Malasari Siregar dan Dewi Endriani yang sangat memberikan dukungan, doa dan semangat serta Bang Sofyan Siregar dan
keluarga yang telah memberikan saya kemudahan selama melaksanakan penelitian di Universitas Riau.
5. Keluarga besar Laboratorium Biologi Kelautan dan Kimia Organik UR, keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, USU, terima kasih telah menerima saya dan memberikan fasilitas dalam pengerjaan penelitian.
6. Teman-Teman Program Pascasarjana Biologi USU tahun 2011, terimakasih atas motivasi yang telah diberikan.
7. Kakanda Dra. Martina Restuati, M.Si, Adinda Aida Fitriani Sitompul, S.Pd, .M.Si, Nanda Pratiwi, SPd dan Rasyidah, S.Pd terima kasih atas bantuan dan dukungan yang begitu besar.
8. Keluarga Besar Dosen Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Medan atas motivasinya
9. Pihak-pihak lain yang telah membantu saya dalam pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.
Akhir kata, semoga karya ini bermanfaat bagi para pembaca dan perkembangan ilmu pengetahuan.
Wassalamu`alaikum Wr. Wb.
Medan, Februari 2014
Endang Sulistyarini Gultom
AKTIVITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp.2 DAN Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI
Abstrak
Peningkatan resistensi bakteri di dunia kesehatan menyebabkan perlu dilakukan eksplorasi senyawa baru yang mempunyai aktifitas antibakteri. Salah satu sumber antibakteri adalah bakteri yang hidup berasosiasi dengan organisme lain seperti spons. Pada penelitian ini dilakukan isolasi bakteri yang berpotensi sebagai antibakteri yang hidup berasosiasi dengan spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. Contoh spons diperoleh dari Pulau Ngge, Sibolga. Tujuhbelas isolat bakteri diperoleh dari kedua spons tersebut, 8 isolat diperoleh dari Haliclona sp.2 dan 9 isolat diperoleh dari Axinellid sp. Berdasarkan uji antibakteri, 11 (64%) isolat memiliki potensi antibakteri, sedangkan 6 (35%) isolat tidak menunjukkan adanya aktifitas antibakteri. Isolat H2, A1 dan A2 dipilih untuk ekstraksi metabolit sekunder karena memiliki spektrum luas terhadap bakteri uji. Berdasarkan hasil skrining aktivitas ekstrak isolat, ekstrak etil asetat H2 (EH2), A1 (EA1) dan A2 (EA2), dan ekstrak n-heksana A2 (HA2) menunjukkan adanya kemampuan antagonis terhadap bakteri uji Staphylococcus aureus dan Escherichia coli, sedangkan ekstrak metanol A2 hanya mampu menghambat pertumbuhan bakteri uji E. coli. Pada pengujian komponen senyawa kimia, EH2, EA1 dan EA2 mengandung senyawa alkaloid, sedangkan HA2 dan MA2 mengandung alkaloid dan saponin. Berdasarkan pemisahan golongan senyawa metabolit sekunder melalui kromatografi lapis tipis, diperoleh 22 fraksi dengan kepolaran yang berbeda. Pada skrining aktivitas antibakteri fraksi ekstrak, kemampuan antagonis yang paling besar terdapat pada MA2 fraksi 2 terhadap bakteri E. coli dan S. aureus sebesar 10,15 mm dan 9,95 mm. Kemampuan antagonis EH2 fraksi 3 terhadap bakteri S. aureus dan E. coli sebesar 7,05 mm dan 7,45 mm, sedangkan kemampuan antagonis EA1 fraksi 3 sebesar 6,55 mm terhadap P. aeruginosa. Hasil uji fitokimia metabolit sekunder fraksi ekstrak isolat menunjukkan bahwa MA2 fraksi 2 dan MA2 fraksi 3 mengandung senyawa saponin, sedangkan EH2 fraksi 3 dan EA1 fraksi 3 mengandung senyawa alkaloid. Bakteri yang berasosiasi dengan spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. memiliki aktifitas sebagai antibakteri terhadap bakteri S. aureus, E. coli dan P. aeruginosa.
Kata kunci: Haliclona sp.2 dan Axinellid sp., antibakteri, kromatografi lapis tipis,
spons
ACTIVITY EXTRACTS OF BACTERIA ASSOCIATED WITH Haliclona sp.2 AND Axinellid sp. AS ANTIBACTERIAL
Abstract
An effort to explore a new antibacterial compounds should be considered since increasing resistance of bacteria due to intensive utilization of antibiotics. Marine sponges are frequently assosiated with bacteria of which antibacterial activity. This study was aimed to investigate antibacterial activity of bacteria from marine sponges Haliclona sp.2 and Axinellid sp. from Ngge Island, Sibolga. There were 17 isolates, for 8 isolates from Haliclona sp.2 and 9 isolates from Axinellid sp. The results showed that 11 (64%) isolate showed to have antibacterial activity while 6 (35%) did not indicate antagonistic activity. Isolate H2, A1 and A2 were selected for secondary metabolite extraction because they have broad spectrum against bacterial pathogens. Ethyl acetate extracts of H2 (EH2), A1 (EA1), A2 (EA2) and n-hexana extract of A2 (HA2) were shown an antagonistic activity against S. aureus and E. coli, while isolate of A2 only inhibited the growth of E.coli. Alkaloid compounds were found in EH2, EA1 and EA2, while alkaloid and saponin were found in HA2 and MA2. The purification of secondary metabolites by Thin Layer Chromatography (TLC) showed 22 fraction with different polarities. The highest antibacterial activity was showed at MA2 of fraction 2 againts E.coli and S. aureus about 10,15 mm and 9,95 mm. The antagonistic activity of EH2 of fraction 3 against S. aureus dan E.coli was about 7,05 mm dan 7,45 mm whereas EA1 of fraction 3 was about 6,55 mm againts P. aeruginosa. Fraction 2 and 3 of MA2 showed to have saponin compounds, while fraction 3 of EH2 and fraction 3 of EA1 showed to have alkaloid compounds. The bacteria associated with marine sponge have antagonistic activity were S. aureus, E.coli, and P. aeruginosa.
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN i
PERNYATAAN ORISINALITAS ii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS iii
RIWAYAT HIDUP v KATA PENGANTAR vi ABSTRAK viii ABSTRACT ix DAFTAR ISI x DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.4 Hipotesis Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Biologi Spons Laut 5
2.2 Spons dan Bakteri yang Bersimbiosis 7
2.3 Aktifitas Senyawa Bioaktif Bakteri yang Bersimbiosis dengan Spons 10
2.4 Antimikroba 14
2.5 Isolasi Komponen Aktif Antibakteri 16
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 18
3.2 Alat dan Bahan 18
3.3 Pengambilan Sampel Spons 19
3.4 Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion 19
3.5 Uji Antibakteri Isolat terhadap Beberapa Bakteri Patogen secara In-vitro 19 3.6 Ekstraksi Metabolit Sekunder Isolat Bakteri Potensial 20 3.7 Skrining Aktifitas Antibakteri Ekstrak Bakteri 20 3.8 Uji Komponen Senyawa Kimia Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan Metanol
Isolat Potensial 21
3.9 Identifikasi dan Pemisahan Golongan Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak
3.10 Skrining Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan
Metanol Isolat Bakteri Bakteri 23
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 24
4.1 Karakteristik Spons 24
4.2 Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion 25
4.3 Aktifitas Antibakteri Isolat terhadap Beberapa Bakteri Patogen secara In-vitro 27 4.4 Ekstraksi Metabolit Sekunder Isolat Bakteri Potensial 30 4.5 Aktifitas Antibakteri Ekstrak Isolat Bakteri Potensial 31 4.6 Komponen Senyawa Kimia Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan Metanol
Isolat Potensial 33
4.7 Golongan Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak Isolat potensial dengan
KLT Preparatif 34
4.8 Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan Metanol
Isolat Bakteri Bakteri 35
4.9 Kandungan Senyawa Kimia Fraksi Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan
Metanol Isolat Bakteri Potensial 37
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 39
5.1 Kesimpulan 39
5.2 Saran 39
DAFTAR PUSTAKA 40
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar Judul Halaman
2.1 Skema Hubungan Simbiosis antara Spons dengan
Mikroorganisme 8
4.1 Spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. 24 4.2
4.3
4.4
4.5
Contoh Hasil Uji Antagonis Isolat H2 dan A1 terhadap Bakteri Uji S.aureus
Contoh Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etil Asetat Isolat H2 (EH2) Terhadap S. aureus dan Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat A2 (HA2, EA2 dan MA2) terhadap E.coli.
Kromatografi Lapis Tipis (KLT) preparatif senyawa metabolit sekunder ekstrak isolat bakteri potensial HA2, EH2, EA1, EA2 dan MA2.
Contoh Aktivitas Antibakteri Ekstrak Metanol isolat A2 fraksi A2 (MA2F2) terhadap bakteri E. coli dan S. aureus.
29 31
35
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel Judul Halaman
2.1 Spons dengan bakteri simbionnya 9
2.2 Spons dengan Senyawa Bioaktif yang Dihasilkannya
serta Keterangan Bioaktifitasnya 13
4.1 Karakter Morfologi Isolat Bakteri yang Diisolasi dari
Spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. 25
4.2
4.3 4.4
4.5
4.6
Aktifitas Antibakteri Isolat Hasil Isolasi dari Spons terhadap Beberapa Bakteri Patogen
Aktifitas Antibakteri Ekstrak Isolat Bakteri Potensial Komponen Senyawa Kimia metabolit Sekunder Ekstrak Isolat Bakteri Potensial
Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak Isolat Bakteri Potensial
Kandungan Senyawa Kimia Fraksi dari MA2, EH2 dan EA1 28 32 34 36 38
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran Judul Halaman
1 Bagan Alir Penelitian 44
2a Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion 45 2b Gambar Isolat tunggal Bakteri Simbion 46 3a Bagan Alir Uji aktifitas Antibakteri 48 3b Pengujian Isolat Bakteri terhadap Bakteri Uji 49 3c Pengujian ekstrak n-Heksana, Etil asetat dan Metanol
dari Isolat H2, A1 dan A2 terhadap bakteri Uji 51 4a
4b 5a 5b
Bagan Alir Ekstraksi Metabolit Sekunder dari Isolat Bakteri Potensial
Ekstraksi Metabolit Sekunder dari Isolat Bakteri Potensial
Bagan Alir Uji Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Potensial Hasil Uji Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak n-Heksana, Etil Asetat dan metanol Isolat Potensial
53 54 55 58 6 Bagan Alir Proses Identifikasi Golongan Senyawa
metabolit Sekunder Ekstrak Bakteri Potensial dengan KLT Preparatif
