BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tumbuhan merupakan sumber utama dari bahan alam yang bernilai untuk pengembangan obat baru karena kandungan metabolit sekundernya (Savithramma et al., 2011). Tumbuhan obat sudah lama dimanfaatkan masyarakat untuk meningkatkan kesehatan (promotive), memulihkan kesehatan (rehabilitative), pencegahan penyakit (preventive), dan penyembuhan penyakit (curative) (Sulasmi et al., 2016). Sekitar 40 juta masyarakat Indonesia pada zaman dahulu memanfaatkan tumbuhan obat untuk mengobati penyakit yang dideritanya (Elfahmi et al., 2014). World Health Organization (WHO) menyatakan tanaman obat dapat menjadi salah satu sumber terbaik untuk menghasilkan berbagai macam obat.
Sekitar 80% dari tanaman digunakan oleh negara maju untuk pengobatan tradisional. Pengobatan tradisional di Indonesia semakin berkembang karena banyaknya temuan obat herbal terbaru yang dapat menyembuhkan penyakit.
Keunggulan pengobatan herbal terletak pada bahan dasarnya yang bersifat alami sehingga efek sampingnya dapat ditekan seminimal mungkin. Hingga saat ini, dari daftar The International Organization for Standardization (ISO) tercatat 112 jenis tanaman yang dikategorikan sebagai herbal dan rempah – rempah. Tanaman tersebut dipercaya mampu memberikan efek kesehatan bagi tubuh karena kandungan senyawa bioaktif di dalamnya (Utami dan Puspaningtyas, 2013).
Dalam proses metabolismenya, tanaman dapat menghasilkan senyawa metabolit sekunder dengan kemampuan bioaktifitas yang berfungsi sebagai mekanisme adaptasi kimia terhadap cekaman lingkungan serta pertahanan diri bagi tanaman yang dapat membunuh insekta, herbivora, dan mikroorganisme (Imawati, 2015). Senyawa bioaktif sebagai hasil metabolit sekunder telah banyak digunakan sebagai zat warna, racun, aroma makanan, dan obat-obatan (Dewatisari et al., 2017). Eksplorasi bahan alam pada tanaman memerlukan lebih banyak biomassa untuk proses ekstraksi. Berdasarkan penelitian Dewatisari et al. (2017) diperoleh hasil rendemen yang mengandung komponen senyawa bioaktif dari ekstrak
Sansevieria trifasciata sebesar 7,89 % dan ekstrak Sansevieria cylindrica sebesar 6,79 % dengan rasio ekstraksi 1 : 4 (w/v) yaitu 250 gr massa bahan : 1000 ml volume pelarut. Apabila penggunaan tanaman untuk senyawa bioaktif dilakukan dalam jumlah besar maka dapat membahayakan kelestarian tanaman tersebut, sehingga perlu dicari sumber senyawa bioaktif sumber lain yang lebih mudah dan efisien.
Salah satu sumber penghasil senyawa bioaktif adalah mikroorganisme endofit.
Mikroba endofit merupakan mikroorganisme yang hidup dan mampu membentuk koloni di dalam jaringan tumbuhan serta dapat bersifat netral maupun bersimbiosis dengan tanaman induknya (Kandel et al., 2017). Mikroba endofit memiliki kemampuan untuk memproduksi senyawa – senyawa bioaktif yang memiliki karakter mirip dengan inangnya dikarenakan terjadi transfer genetik (Chaudhry et al., 2017). Mikroorganisme tersebut hidup di dalam jaringan tanaman dan merupakan sumber alam yang melimpah yang dapat dijadikan sumber penemuan obat baru. Selain itu, pertumbuhan endofit lebih cepat dari inangnya, sehingga eksplorasi endofit sebagai sumber penemuan obat baru sangat menguntungkan (Frank et al., 2017).
Etlingera (Zingiberaceae) merupakan salah satu kelompok tanaman herbal bernilai tinggi yang sudah lama dikenal manfaat dan kegunaannya oleh masyarakat Indonesia. Banyak spesies dari famili Zingiberaceae memiliki potensi untuk mengobati sejumlah penyakit termasuk gangguan degeneratif, kesehatan pencernaan, gangguan kardiovaskular, dan kanker. Selain itu, tanaman ini juga berpotensi sebagai antimikroba yang dapat mengatasi penyakit infeksi (Masshadi et al., 2013). Antimikroba adalah senyawa yang dapat digunakan untuk pengobatan infeksi yang disebabkan oleh mikroba (Sulistyani dan Wardhani, 2012).
Mekanisme senyawa antimikroba secara umum dilakukan dengan cara merusak dinding sel, mengubah permeabilitas membran, mengganggu sintesis protein, menghambat sintesa folat, dan menghambat sintesis DNA (Pratiwi, 2017). Bakteri endofit dilaporkan mampu menghasilkan senyawa bioaktif yang mirip dengan senyawa bioaktif yang dihasilkan inangnya dikarenakan bakteri endofit dapat menyesuaikan ekspresi gen saat menginfeksi dan menjajah tanaman inang (Coutinho et al., 2015; Piromyou et al., 2015). Bakteri endofit telah diteliti
menghasilkan senyawa bioaktif yang dikelompokkan ke dalam berbagai kategori, yang meliputi alkaloid, terpenoid, steroid, lakton, senyawa fenolik, kuinon, lignan, dsb, yang mana senyawa – senyawa tersebut juga dimiliki oleh tanaman inang untuk meningkatkan pertahanan, salah satunya adalah melawan patogen (Mei and Flinn, 2010; Manurung et al., 2019; Anjum and Chandra, 2015).
Etlingera balikpapanensis merupakan spesies baru dari famili Zingiberaceae yang ditemukan oleh botanis asal Denmark, Axel Dalberg pada 2006. Tumbuhan ini ditemukan sebagai tumbuhan endemik di wilayah Balikpapan tepatnya di kawasan hutan lindung Sungai Wain Balikpapan, Kalimantan Timur (Manurung et al., 2019). Dalam penelitian yang telah dilakukan Rhamadhani dkk. (2016) ekstrak daun E. balikpapanensis memiliki akivitas antimikroba terhadap bakteri Escherichia coli, Salmonella typhi, Bacillus subtilis, dan Staphylococcus aureus karena kandungan senyawa metabolit sekunder seperti fenolik dan tanin yang bersifat sebagai antibakteri. Pada penelitian yang dilakukan Manurung et al. (2019), dinyatakan bahwa ekstrak daun E. balikpapanensis positif mengandung alkaloid, fenolik, flavonoid, dan steroid serta menunjukkan aktivitas antioksidan yang tinggi.
Sehingga diharapkan senyawa – senyawa tersebut juga dihasilkan oleh bakteri endofit E. Balikpapanensis sebagai fungsi antimikroba. Diketahui bahwa, status konservasi E. balikpapanensis terancam punah karena perambahan dan kebakaran hutan yang terjadi di Kalimantan Timur (Poulsen, 2006). Telah banyak terjadi eksploitasi bagian tanaman sebagai tanaman obat yang terus meningkat dan menyebabkan berkurangnya sumber daya alam. Sehingga, mengisolasi mikroba endofit yang dapat menghasilkan senyawa bioaktif untuk mengurangi eksploitasi tersebut dapat dijadikan sebagai solusi yang tepat (Rianto dkk., 2018).
Dikarenakan spesies ini tergolong dalam spesies baru, penelitian lanjut mengenai kandungan senyawa bioaktif pada bakteri endofit yang terkandung dalam spesies ini masih belum banyak dipelajari, oleh sebab itu penelitian ini dilakukan untuk mengisolasi bakteri endofit dari bagian akar, batang dan daun tanaman E.
balikpapanensis, menguji aktivitas antimikroba dari isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi dan mengidentifikasi nama jenis isolat - isolat tersebut. Uji aktivitas antimikroba dilakukan pada tiga jenis mikroba patogen uji, yaitu Candida albicans, Staphylococcus aureus, dan Escherichia coli. Berdasarkan latar belakang
di atas, diharapkan nantinya senyawa antimikroba yang dihasilkan oleh bakteri endofit yang berasal dari E. balikpapanensis dapat dikembangkan menjadi bahan aktif antimikroba untuk menangani penyakit infeksi.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas, dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Berapakah jumlah isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi dari tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis) ?
2. Bagaimanakah aktivitas antimikroba (diameter zona hambat) isolat bakteri endofit dari tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis) terhadap Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans?
3. Apakah nama jenis dari isolat yang berpotensi menunjukkan aktivitas antimikroba?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah tersebut, tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui jumlah isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi dari tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis).
2. Mengetahui aktivitas antimikroba (diameter zona hambat) isolat bakteri endofit dari tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis) terhadap Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans.
3. Mengetahui nama jenis dari isolat yang berpotensi menunjukkan aktivitas antimikroba.
1.4 Asumsi Penelitian
Tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis) mengeluarkan senyawa antimikroba untuk melawan patogen di sekitarnya. Terdapat bakteri endofit yang membantu tanaman jahe balikpapan (E. balikpapanensis) melawan patogen dengan mengeluarkan senyawa antimikroba. Diasumsikan isolat bakteri endofit dari tanaman endemik jahe balikpapan (E. balikpapanensis) yang berhasil diisolasi, menunjukkan diameter zona hambat yang bervariasi sehingga mengindikasikan adanya aktivitas antimikroba. Isolat tersebut diasumsikan
memiliki karakteristik morfologi, biokimia, dan molekuler yang berbeda sehingga akan diketahui jenis dari isolat yang paling berpotensi menunjukkan aktivitas antimikroba.
1.5 Hipotesis Penelitian
Jika isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi dari tumbuhan jahe balikpapan (E. balikpapanensis) menunjukkan zona hambat terhadap mikroba patogen, maka isolat tersebut positif memiliki aktivitas antimikroba.
Jika isolat bakteri endofit yang diperoleh dari tumbuhan jahe balikpapan (E.
balikpapanensis) menunjukkan karakteristik morfologi, biokimia, dan molekuler yang berbeda, maka jenis bakteri dinyatakan berbeda.
1.6 Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat mengenai prospek bakteri endofit yang terdapat di dalam tubuh tumbuhan jahe balikpapan (E. balikpapanensis) dalam menghasilkan antimikroba untuk melawan bakteri atau fungi patogen. Selanjutnya, diharapkan hasil penelitian tersebut dapat dikembangkan sebagai antibiotik untuk mengatasi masalah penyakit infeksi.
