OPTIMALISASI TEMPERATUR DAN WAKTU PAPARAN GELOMBANG ULTRASONIK UNTUK INAKTIVASI BAKTERI Streptococcus mutans SECARA IN VITRO SKRIPSI

(1)

ADLN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

OPTIMALISASI TEMPERATUR DAN WAKTU PAPARAN

GELOMBANG ULTRASONIK

UNTUK INAKTIVASI BAKTERI

Streptococcus mutans

SECARA

IN VITRO

SKRIPSI

VIVIN FASHIHATIL HARFIYYAH

PROGRAM STUDI S1 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

(2)

(3)

(4)

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan

Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan,

tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai

(5)

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha

Esa karena atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan naskah skripsi dengan judul OPTIMALISASI TEMPERATUR DAN

WAKTU PAPARAN GELOMBANG ULTRASONIK UNTUK INAKTIVASI

BAKTERI Streptococcus mutans SECARA IN VITRO. Skripsi ini merupakan salah

satu syarat akhir untuk menempuh gelar Sarjana Sains (S.Si.) pada program studi

Fisika Fakultas Sains dan teknologi, Universitas Airlangga.

Skripsi ini disusun guna untuk melaporkan penelitian yang bertujuan untuk

mengetahui pengaruh temperatur, waktu, dan dosis optimal paparan gelombang

ultrasonilk untuk inaktivasi bakteri Sreptococcus mutans secara in-vitro.

Penyusunan naskah skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk

itu penulis ingin mengucapkan banyak terimakasih kepada:

1. Drs. Siswanto, M.Si, selaku Kepala Departemen Fisika Universitas Airlangga

sampai dengan masa jabatan tahun 2015, yang telah mengesahkan secara

resmi judul penelitian sebagai bahan penulisan skripsi sehingga penulisan

skripsi berjalan lancar.

2. Dr. Moh Yasin, selaku Kepala Departemen Fisika Universitas Airlangga

periode 2015-sekarang sekaligus dosen wali bagi penulis yang telah

(7)

vii

3. Dr. Suryani Dyah Astuti, M.Si. selaku pembimbing I yang bersedia dengan

sabar meluangkan waktu dan tenaga untuk membimbing dan memberikan

ilmu sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan naskah

skripsi ini.

4. Andi Hamim Zaidan, M.Si, Ph.d. selaku pembimbing II yang telah

meluangkan waktu dan tenaga untuk membimbing dan mengarahkan penulis

untuk menyelesaikan penelitian dan penyusunan naskah skripsi dengan baik

dan benar.

5. Seluruh dosen departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknolgi Universitas

Airlangga, yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu, yang telah

memberikan ilmu yang sangat bermanfaat bagi penulis.

6. Ayah dan Ibu yang selalu memberikan dukungan penuh. Baik berupa doa,

biaya, dan semangat sehingga menjadikan penulis dapat menyelesaikan

naskah skripsi.

7. Moh. Jamaluddin Hidayat, satu-satunya saudara kandung yang selalu

mendoakan dan memberi semangat kepada penulis.

8. Geng ‘KELES’ (Shofwah, Meilanny Dyah Kumala Putri, Pradianti Andrica,

Hemas Fitra Diena) yang selalu memberikan hiburan kepada penulis dan

saling mendukung satu sama lain selama penelitian dan penyusunan naskah

skripsi.

9. Teman-teman Fisika dan Teknobiomedik yang memiliki bidang yang sama

(8)

Prasaja, Nobby Monica Khaterine, Ika Ningtyas, Nike Dwi GD. Vivi Sumanti

Victory, Ahmad Faizin Alma, Primasari Cahya Wardhani, Tanti

Chrissanintyas, Bhintari Sakti PNN) yang banyak membantu penulis dalam

penelitian dan penyusunan naskah skripsi.

10.Keluarga Fisika 2011 yang telah saling mendukung selama kurang lebih 4

tahun dan saling memotivasi dalam pengerjaan penelitian dan penyusunan

naskah skripsi.

11.Keluara kos Griya Anisa (Mbak Fian, Mbak itsna, Mbak Estee, Ninik,

Shofwah, Tika, Mawa, April, Mbak Valin, Citra, Erdine, Muthia, Mamen,

Mbak Rahma, Mbak Iza, Ana, Mbak Tiko) yang senantiasa mendukung satu

sama lain layaknya keluarga. Khususnya mbak Itsna, Mbak Estee, Mbak

Valin, Citra, dan Muthia yang motornya sering digunakan oleh penulis guna

untuk pengerjaan penelitian.

12.Laboran Laboratorium Gastroenteritis dan Salmonellosis serta laboran

Laboratorium Proteomik Lembaga Penyakit Tropis (LPT) Universitas

Airlangga yang dengan sabar mengajari penulis dalam penelitian yang

berhubungan dengan bakteri.

13.Yudhis, teman seperjuangan yang telah banyak meluangkan tenaga dan

waktunya untuk membantu penulis dalam penelitian.

14.Keluarga KKN-BBM 51 Malo-Malo Bojonegoro (Mamas, Mimirita, Rudee,

Didip, Kiki, Cecil, Pipir, Maak, Mien, Maulid) yang selalu memberikan

(9)

ix

15.Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu penulis selama pengerjaan proposal penelitian.

Penulis menyadari sepenuhnya dalam penyusunan naskah skripsi ini, masih

banyak terdapat kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan saran

dan kritik dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi penyempurnaan naskah

skripsi ini. Semoga dapat berguna bagi pembaca secara umum dan penulis secara

khusus. Atas perhatiannya penulis mengucapkan banyak terima kasih.

(10)

Vivin Fashihatil Harfiyyah, 2015, Optimalisasi Temperatur dan Waktu Paparan Gelombang Ultrasonik untuk Inaktivasi Bakteri Streptococcus mutans Secara In-Vitro. Skripsi ini dibawah bimbingan Dr. Suryani Dyah Astuti, M.Si., dan Andi Hamim Zaidan, M.si, Ph.D., Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

ABSTRAK

Pada penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur, waktu, dan dosis optimal paparan gelombang ultrasonik terhadap inaktivasi bakteri

Streptococcus mutans. Penelitian ini menggunakan metode total plate counting untuk

mengetahui jumlah prosentase kematian koloni bakteri. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa pemaparan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 45 kHz dan daya 35 Watt dapat digunakan untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans. Efek inaktivasi bakteri tersebut paling optimal diperoleh pada temperatur 40 dan pemaparan selama 9 menit dengan dosis sebesar 5.64 J/ml, dengan prosentase kematian bakteri sebesar 22.5%.

(11)

xi

Vivin Fashihatil Harfiyyah, 2015, Optimalization of Temperature and Time Ultrasonik Wave Exposure to Inaktivate of Streptococcus mutans an In Vitro Study. This scripts under the guidance of Dr. Suryani Dyah Astuti, M.Si., dan Andi Hamim Zaidan, M.si, Ph.D., Department of Physics, Faculty of Science and Technology, Airlangga University.

ABSTRAK

The aims in this study is to determine the effect of temperature, time, and optimal dose of ultrasonic wave exposure to inactivate of bacterium Streptococcus

mutans. This study used total plate counting method to determine bacterial cell shape.

The result showed that exposure ultrasonic wave with frequency 45 kHz and power 35 watt can be used to inactivation of bacterium Streptococcus mutans. The most optimal effect of bacterial inactivation obtained in that exposure of the temperature in 40 and the time duration in 9 minutes with the dose at 5.64 J/ml. In that condition, the precentage of bacterial death is 22.5%.

(12)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iiI PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ... iv

SURAT PERNYATAAN TENTANG ORISINALITAS ... v

KATA PENGANTAR ... vi

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Gelombang Ultrasonik ... 6

2.2 Interaksi Gelombang Ultrasonik Terhadap Materi ... 9

2.2.1 Impedansi Akustik ... 9

2.2.2 Atenuasi ... 10

2.2.3 Refleksi (pemantulan dan Refraksi (Pembiasan) ... 12

2.2.4 Hamburan (Scattering) ... 15

2.2.5 Kavitasi ... 16

2.3 Tinjauan Tentang Thermoultrasinication ... 17

2.4 Tinjauan Tentang Spesies Bakteri Streptococcus mutans ... 19

2.4.1 Bakteri Streptococcus mutans ... 19

2.4.2 Morfologi dan Taksonomi Bakteri Streptococcus mutans ... 20

2.2.1 Proses Terjadinya Plak Gigi ... 22

BAB III. METODE PENELITIAN... 23

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 23

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ... 23

3.3 Variabel Penelitian ... 24

3.4 Prosedur Penelitian... 25

(13)

xiii

4.1 Hasil ... 29

4.1.1 Hasil penelitian optimalisasi temperatur dan waktu paparan gelombang ultrasonik untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans ... 29

4.1.2 Dosis Optimal Paparan Gelombang Ultrasonik ... 31

4.2 Pembahasan ... 35

4.2.1 Optimalisasi Temperatur dan waktu paparan gelombang ultrasonik untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans ... 35

4.2.3 Efek gelombang ultrasonik terhadap bakteri... 38

BAB V. PENUTUP ... 42

5.1 Kesimpulan ... 42

5.2 Saran ... 42

DAFTAR PUSTAKA ... 43

(14)

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Gambar Halaman

2.1 Skematik gelombang ... 7

2.2 Amplitudo gelombang ultrasonik akan mengalami pengurangan setelah melewati medium dengan ketebalan l ... 12

2.3 Proses Refraksi dan Proses Refleksi ... 13

2.4 Proses terjadinya collapse pada gelembung mikro ... 17

2.5 Bakteri Streptococcus mutans ... 21

3.1 Diagram alur rancangan penelitian optimalisasi temperature dan waktu paparan gelombang ultrasonik terhadap bakteri Streptococcus mutans ... 27

4.1 grafik hubungan antara dosis paparan gelombang ultrasonik terhadap persen kematian bakteri Streptococcus mutans ... 35

(15)

xv

DAFTAR TABEL

No. Judul Tabel Halaman

4.1 Hasil uji Anova faktorial untuk optimalisasi suhu dan waktu paparan

gelombang ultrasonik untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans ... 30 4.2 Pertambahan panas ( ) yang terjadi selama proses paparan gelombang

ultrasonik ... 33 4.3 Hasil perhitungan dosis paparan gelombang ultrasonik yang dihasilkan dari

masing-masing waktu paparan ... 33 4.4 Hubungan antara dosis paparan gelombang ultrasonik terhadap presentase

(16)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Lampiran

2.1 Data Peningkatan temperatur akibat paparan gelombang ultrasonik

2.2 Data prosentase kematian bakteri pada penelitian optimalisasi temperatur dan waktu paparan gelombang ultrasonik untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans

2.3 Analisis statistik optimalisasi temperatur dan waktu paparan gelombang ultrasonik untuk inaktivasi bakteri Streptococcus mutans