Medula|Volume 7 Nomor 5|Desember 2017|66
Pengaruh Aktivitas Antimikroba Ekstrak Bawang Putih (Allium sativum)
Terhadap Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) dan Gram Negatif
(Escherichia coli) Secara In Vitro
Hari Hardana Utama Salim
1; Tri Umiana Soleha
21
Mahasiswa,Fakultas Kedokteran, Universitas Lampung
2Bagian Mikrobiologi, Fakultas Kedokteran, Universitas Lampung
Abstrak
Penyakit infeksi akibat bakteri adalah salah satu penyakit yang paling tua yang masih menjadi masalah kesehatan utama dan antibiotik sebagai obat definitif telah menjadi kurang efektif karena adanya resistensi bakteri. Fenomena resistensi ini memaksa peneliti di dunia untuk menemukan antibiotik alternatif dari tanaman herbal seperti bawang putih. Tujuan penelitian ini adalah untuk meneliti efek ekstrak bawang putih terhadap bakteri gram positif dan negatif. Penelitian eksperimen ini bersifat analitik laboratorik dengan menggunakan rancangan atau desain penelitian eksperimen perbandingan kelompok statis yang dilaksanakanpada bulan Januari 2015 di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas kedokteran Universitas Lampung. Sampel pada penelitian ini adalah bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Ekstraksi bawang putih dilakukan secara mekanik dengan aquades sebagai pelarutnya. Penelitian ini menggunakan metode cakram kirby-bauer. Hasil penelitian didapatkan rerata diameter zona hambat S. aureus 23.78mm dan E. coli 22.30mm. Berdasarkan hasil analisis mann-whitney didapatkan tidak ada perbedaan aktivitas antimikroba bawang putih antara bakteri gram positif dan bakteri gram negatif (p = 0.56) Maka kesimpulannya ekstrak bawang putih memiliki aktivitas antimikroba terhadap bakteri gram positif dan gram negatif tetapi dengan kepekaan yang secara statistik tidak berbeda antara kedua bakteri tersebut.
Kata kunci: antibiotik, Escherichia coli, resistensi, Staphylococcus aureus.
Antimicrobial Activity Of Garlic Extract (Allium Sativum) on Gram Positive Bacteria
(Staphylococcus aureus) and Gram Negative Bacteria (Escherichia coli) In Vitro
Abstract
Bacterial-infection diseases are one of the oldest illnes that still being primary health problem and antibiotic as definitive drug has become less effective due to antibiotic resistance. This phenomenone forces researcher to find alternative for herbal plant like garlic. The purpose of this research was to study the effect of garlic extract on gram-positive and gram-negative bacteria. This was laboratoric analitics experiment with static group comparison design and conducted on January 2015 in Microbiology Laboratory, Medical faculty of Lampung University. The sample of this study is Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Garlic extraction was done mechanically with aquades as the solvent. This study used kirby-bauer disk diffusion as the method. The result showed average diameter of inhibition zone of S. aureus and E. coli were 23.78mm and 22.30mm respectively. Mann-whitney test result showed that there was no difference antimicrobial effect of garlic extract between gram-positive and negative bacteria (p = 0.56). It could be concluded that the extract has antimicrobial activity on positive and gram-negative bacteria but without statistically different susceptibility between those bacterias.
Keywords: antibiotic, Eschericia coli, resistance, Staphylococcus aureus.
Korespondensi: Hari Hardana US, alamat Pondok Jati AB-21 Sidoarjo, HP 08113457375 e-Mail: h.hardana@gmail.com
Latar Belakang
Penyakit infeksi adalah salah satu penyakit yang masih menjadi masalah kesehatan utama, meskipun penyakit lain seperti penyakit degeneratif dan metabolik cenderung mengalami peningkatan. Penyakit infeksi saluran pernafasan dan diare yang disebabkan bakteri masih menjadi masalah
kesehatan di negara berkembang maupun
negara maju. Bakteri gram postif
(Staphylococcus aureus) dan bakteri gram negatif (Escherichia coli) merupakan bakteri yang sering menyebabkan penyakit infeksi.1 Penyakit infeksi bakteri umumnya dapat diobati dengan antibiotik. Antibiotik dan obat-obatan sejenis, yang dikemudian disebut sebagai obat
Medula|Volume 7|Nomor 5|Desember 2017|67 antimikroba, telah digunakan selama lebih dari
70 tahun untuk mengobati pasien dengan penyakit infeksi.
Sejak tahun 1940-an, obat-obat antibiotik dan sejenisnya ini telah mengurangi gejala dan kematian yang diakibatkan penyakit infeksi. Tetapi, karena telah digunakan secara luas dan berlebihan, mikroorganisme yang seharusnya dapat dibasmi oleh antimikroba, telah beradaptasi dan membuat antimikroba menjadi kurang efektif.2 Mekanisme resistensi yang menjadi bagian dari evolusi mikroorganisme, mengancam kemampuan seorang dokter dalam mengobati penyakit infeksius umum, yang mengakibatkan kematian atau kecacatan yang seharusnya dapat sembuh dan menjalankan hidup yang normal.
Tanpa pengobatan anti-infektif yang efektif, banyak prosedur medis standar akan gagal atau menjadi sangat beresiko. Infeksi yang disebabkan oleh mikroorganisme resisten dapat mempersulit penyembuhan, peningkatan biaya pengobatan dan resiko kematian yang meningkat.3 Fenomena resistensi ini memaksa peneliti di dunia untuk menemukan antibiotik alternatif dari tanaman herbal.
Bawang putih (Allium sativum) telah digunakan dari jaman dahulu hingga jaman modern.4 Pada tahun 1858, Louis Pasteur yang pertama kali mendeskripsikan tentang aktivitas antimikroba dari bawang putih dan bawang merah. Bawang putih menunjukkan sifat antibiotik yang luas terhadap bakteri gram-positif dan gram-negatif, termasuk terhadap strain yang multi-resisten antibiotik 5, aktivitas antifungi terutama pada strain Candida sp, aktivitas antiviral dan antiparasit, termasuk protozoa usus seperti Giardia lambria dan Entamoeba hystolitica.6
Bawang putih memiliki potensi sebagai pengganti antibiotik. Karena selain mudah untuk diaplikasikan sebagai obat, bawang putih telah menjadi salah satu tanaman tertua yang dibudidayakan manusia sehingga bawang putih dapat ditemukan di seluruh dunia. Manfaat bawang putih sangat banyak. Bawang putih dipercaya memiliki manfaat antispasme,
ekspektoran, antiseptik, bakteriostatik, antiviral, antihelmintik dan antihipertensi.7,8
Sudah dinyatakan bawah bawang putih, sebagai agen antibakteri, efektif terhadap banyak bakteri gram-positif dan gram-negatif dan efek ini berasal dari allisin. Allisin adalah senyawa sulfur teroksigenasi, yang terbentuk ketika sel bawang putih mengalami kerusakan. Alliin adalah senyawa prekursor dari allisin dan disimpan dalam suatu kompartemen dalam sel bawang putih yang terpisah dari enzimnya yaitu allinase. Ketika sel bawang putih mengalami kerusakan, allin dan allinase akan bercampur dan alliin akan berubah menjadi allicin.7,9
Berdasarkan latar belakang tersebut, perlu dilakukan penelitian terhadap ekstrak bawang putih (Allium sativum) untuk menguji aktivitas antimikroba terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli.
Metode
Penelitian eksperimen ini bersifat analitik laboratorik dengan menggunakan rancangan
atau desain penelitian eksperimen
perbandingan kelompok statis (static group comparison). Rancangan penelitian ini bertujuan untuk menguji aktivitas antimikroba dari ekstrak bawang putih (Allium sativum) terhadap pertumbuhan bakteri S. aureus dan E. coli dibandingkan dengan kelompok kontrol. Sedangkan metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kirby bauer disk diffusion, yaitu menggunakan kertas disk yang sudah terkandung ekstrak bawang putih maupun variabel kontrol. Metode penelitian ini mengacu pada standar CLSI. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Lampung dan dilakukan pada bulan November hingga Desember 2015.
Pada penelitian ini digunakan beberapa mikroba uji, diantaranya adalah bakteri gram positif (+) yaitu S. aureus dan bakteri gram negatif (-) yaitu E. coli. Baik bakteri gram positif dan negatif didapatkan dari laboratorium Laboratorium Kesehatan Daerah Bandar Lampung dan dikultur dalam agar MSA dan agar MacConkey.
Medula|Volume 7|Nomor 5|Desember 2017|68 Penelitian ini menggunakan bawang putih
(Allium sativum) yang nantinya akan diekstrak untuk diambil senyawa allicin. Ekstraksi akan dilakukan di Fakultas Kedokteran Universitas Lampung.Media kultur yang akan digunakan adalah media agar MSA untuk mengkultur bakteri S. aureus dan media MacConkey untuk bakteri E. coli. Pada uji daya hambat, media yang akan digunakan adalah media agar MHA (Muller HiltonAgar).
Analisis bivariat dilakukan dengan uji normalitas dan uji hipotesis. Untuk uji
normalitas data, akan digunakan uji kolmogorov-smirnov. Untuk uji hipotesis, akan digunakan uji non-parametrik mann-whitney.
Hasil
Di bawah ini adalah hasil uji daya hambat ekstrak bawang putih (Allium sativum) terhadap kedua bakteri uji, yaitu S. aureus dan E. coli. Masing-masing bakteri telah dilakukan uji daya hambat dengan pengulangan sebanyak empat kali.
Tabel 1. Zona hambat S. aureus Diameter Zona Hambat Staphylococcus aureus (mm) pengulang an K+^ K- 100% 80% 60% 40% 20% 1 31.1 0 37.2 39.2 36.2 19.8 12.1 2 29.6 0 39.1 36.3 29.3 21.6 11.9 3 27.9 0 37.7 32.7 29.7 18.1 9.8 4 29.8 0 38.5 36.3 34.6 17.2 10.4 Mean 29.60 0 38.12 36.12 32.45 19.17 11.05
Tabel 2. Zona hambat Escherichia coli Diameter Zona Hambat Escherichia coli (mm)
pengulangan K+ǂ K- 100% 80% 60% 40% 20% 1 34.5 0 39.6 31.4 28.2 19.8 11.4 2 26.8 0 38.1 31.7 29.6 14.7 10.4 3 26.1 0 36.5 33.1 31.3 16.4 9.7 4 29.7 0 40.2 32.3 25.2 18.1 9.6 Mean 29.27 0 38.60 32.12 28.57 17.25 10.27
Tabel 3. Rerata diameter zona hambat Staphylococcus aureus dan Escherichia coli (dalam mm) Konsentrasi Staphylococcus aureus Escherichia coli 20% 11.05 10.27 40% 19.17 17.25 60% 32.45 28.57 80% 36.12 32.12 100% 38.12 38.60 Kontrol negative 0 0 Kontrol positif 29.57 29.27
Medula|Volume 7|Nomor 5|Desember 2017|69 Analisis univariat pada penelitian ini
dilakukan pada bakteri S. aureus dan E. coli terhadap diameter zona hambat yang terbentuk. Pada bakteri S. aureus, rerata yang didapatkan adalah 23.78, median yang didapat adalah 29.45, standar deviasi/simpangan baku yang didapat adalah 13.53, nilai minimum yang didapat adalah 0, dan nilai maksimum yang didapat adalah 39.20. Sedangkan pada bakteri E. coli, rerata yang didapatkan adalah 22.30, median yang didapat adalah 26.45, standar deviasi/ simpangan baku yang didapat adalah 12.99, nilai minimum yang didapat adalah 0, dan nilai maksimum yang didapat adalah 40.20.s
Berdasarkan hasil analisis univariat data diatas kemudian dilanjutkan dengan menguji distribusi/uji normalitas data. Jumlah data dalam penelitian ini berjumlah 28 untuk bakteri S. aureus dan 28 untuk bakteri E. coli, maka uji normalitas data yang digunakan adalah melihat hasil analisis dengan uji kolmogorov-smirnov.
Dari hasil uji kolmogorov-smirnov didapatkan nilai p = 0.009 untuk distribusi data bakteri S. aureus dan nilai p = 0.065 untuk bakteri E. coli. Karena nilai p > 0.05 hal ini berarti bahwa persebaran data tidak normal pada bakteri S. aureus sehingga harus dilakukan uji
non-parametrik mann-whitney untuk
membandingkan efek ekstrak bawang putih terhadap kedua bakteri. Pada uji mann-whitney didapatkan nilai p = 0.56 untuk perbandingan kedua bakteri dan disimpulkan bahwa tidak ada perbedaan signifikan efek ekstrak bawang putih terhadap bakteri gram positif (S. aureus) dengan bakteri gram negative (E. coli) secara statistik.
Hasil uji hipotesis dilanjutkan dengan kelompok konsentrasi bakteri yang memiliki hasil diameter lebih dari 20mm pada masing-masing bakteri dengan kontrol positifnya. Uji ini dilakukan karena hasil diameter lebih dari 20mm menunjukkan kerentanan bakteri
terhadap bahan yang diujikan.11
Tabel 4. Hasil uji statistik antara kelompok konsentrasi dengan kontrol positif Konsentrasi Ekstrak Bawang putih P S. aureus E. coli 60% 0.386 0.773 80% 0.020 0.248 100% 0.021 0.021
Hasil uji mann-whitney kelompok konsentrasi bakteri yang memiliki hasil diameter diatas 20mm dengan kontrol positifnya didapatkan nilai p lebih dari 0.05 pada konsentrasi 60% bakteri S. aureus dan bakteri E. coli pada konsentrasi 60% dan 80% sehingga disimpulkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara konsentrasi tersebut dengan kontrol positifnya. Nilai p<0.05 didapatkan pada konsentrasi 80% dan 100% bakteri S. aureus dan 100% bakteri E. coli. Dari hasil uji ini dapat disimpulkan bahwa pada konsentrasi 60% dan 80% untuk S. aureus dan 80% untuk E. coli memiliki perbedaan bermakna dengan kontrol positif masing-masing bakteri.
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut
1. Bakteri positif (S. aureus) dan gram-negatif (E. coli) tergolong peka terhadap ekstrak bawang putih dengan diameter zona hambat lebih dari 20mm dengan kadar 60%, 80% dan 100% menurut CLSI edisi ke-11 dengan rerata diameter zona hambat seluruh kelompok konsentrasi 23.78 mm untuk S. aureus dan 22.30 mm untuk E. coli.
2. Terdapat perbedaan bermakna antara kontrol positif masing-masing bakteri dengan kelompok konsentrasi 80% dan
Medula|Volume 7|Nomor 5|Desember 2017|70 100% bakteri S. aureus dan 100% bakteri E.
coli.
3. Tidak ada perbedaan bermakna secara statistik pengaruh aktivitas antimikroba bawang putih antara bakteri gram-positif (S. aureus) dan bakteri gram-negatif (E. Coli) secara in vitro.
Daftar Pustaka
1. Zein U. Diare Akut Disebabkan Bakteri. Medan: Universitas Sumatera Utara; 2004. 2. CDC. Antibiotic / Antimicrobial Resistance.
2014. [disitasi pada 8 maret 2015]. tersedia dari
https://www.cdc.gov/drugresistance/index .html
3. WHO. Antimicrobial resistance. 2014. [disitasi pada 8 Maret 2015]. tersedia dari
http://www.who.int/antimicrobial-resistance/en/
4. Harris JC, Cottrell SL, Plummer S, Lloyd D. Antimicrobial properties of Allium sativum (garlic). Appl Microbiol Biotechnol. 2001;57:282-6.
5. Fujisawa H, Watanabe K, Suma K, dkk.
Antibacterial potential of garlic-derived allicin and its cancellation by sulfhydryl compounds. Biosci Biotechnol Biochem. 2009;73(9):1948-55.
6. Kedzia A. Antimicrobial activity of garlic (Allium sativum L.). Postep Fitoter. 2010;11:46-52.
7. Kemper KJ. Garlic (Allium sativum). Longwood Herb Task Force Cent Holist Pediatr Educ Res. 2005:4-6.
8. Fischer DCH. Handbook of herbs and spices. Brazilian J Pharm Sci. 2010;46:821-2.
9. Cutler RR, Wilson P. Antibacterial activity of a new, stable, aqueous extract of allicin against methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Br J Biomed Sci. 2004;61(2):71-4. 10. Dahlan MS. Statistik Untuk Kedokteran Dan
Kesehatan. Edisi ke-5. Jakarta: Epidemiologi Indonesia; 2012.
11. CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Disk Susceptibility Tests ; Approved Standard. Vol 32. Edisi ke-11. pennsylvania: CLSI; 2012.
