BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan Semangka
Uraian tumbuhan meliputi, morfologi tumbuhan, sistematika tumbuhan, nama lain, kandungan kimia dan khasiat tumbuhan.
2.1.1 Morfologi tumbuhan
Semangka berasal dari daerah tropik dan subtropik Afrika. Tumbuh liar di tepi jalan, padang belukar, pantai laut, atau ditanam di kebun dan pekarangan sebagai tanaman buah. Semangka dapat ditemukan dari dataran rendah sampai 1.000 m dpl (Dalimartha, 2003). Semangka (Citrullus lanatus (Thunb) Matsumara & Nakai) mirip dengan melon (Cucumis melo L.). Keduanya termasuk famili Curcubitaceae (Kalie, 1993).
Bentuk buah semangka sangat bervariasi, tergantung varietasnya. Pada umumnyadibedakan 3 bentuk buah, yaituoval, bulat memanjang dan silinder. Berdasarkan klasifikasi warna kulit buah dibedakan menjadi tiga macam warna yakni hijau muda, hijau tua dan kuning; baik yang polos maupun bergaris-garis. Buah semangka yang berkulit tebal lebih tahan dalam penyimpanan dan pengangkutan dibandingkan dengan buah berkulit tipis. Daging buah semangka dibedakan menjadi empat macam warna, yaitu merah muda, merah tua, putih dan kuning. Ukuran buah biasanya dinyatakan berdasarkan berat (bobot) yang digolongkan menjadi tiga macam, yaitu buah besar (diatas 4 kg), buah sedang (2-4 kg) dan buah kecil (kurang dari 2 kg). Umur buah sampai siap dipanen tergantung pada varietasnya, tetapi umumnya pada kisaran 80-90 hari setelah tanam benih atau 65-75 hari setelah pindah tanam, bahkan ada pula yang pada kisaran 95-100 hari setelah tanam benih; terutama varietas-varietas yang berumur panjang (Rukmana, 1994).
Ukuran buah sangat beragam dan umumnya tergantung varietas, misalnya new dragon (5 kg), sugar baby (3 kg). Banyak varietas unggul dibudidayakan oleh petani Indonesia, namun umumnya benih semangka masih import dari luar seperti Jepang, Taiwan dan sebagian kecil dari Eropa. Varietas semangka yang ada seperti yamato (berkulit hijau), suika (berkulit hijau kekuningan), new dragon (berkulit hijau blirik), sugar baby (berkulit hijau tua hingga kehitaman) (Barus dan Syukri, 2008).
2.1.2 Sistematika tumbuhan
Sistematika tumbuhan semangka menurut Rukmana (1994), sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Kelas : Dicotyledone Ordo : Cucurbitales Famili : Cucurbitaceae Genus : Citrullus
Spesies : Citrullus vulgaris, Schard.
2.1.3 Nama lain
Tumbuhan semangka memiliki nama lain yaitu:
Sinonim: Citrullus lanatus (Thunb) Matsumara & Nakai, Citrulluslanata(Thunb.) Mansf., Citrullusedulis Spach., Colocynthis citrullus (L.) O. Ktze., Curcumis citrullus (L.) ser., Cucurbita citrullus L.,Citrullusanguria Duch., Momordica lanata Thunb (Dalimartha, 2003). Nama daerah: semangka, semongko (Jawa), ghuleng-ghuleng (Kangean), kalamboja (Nias), tamuja (Lampung), semangka (Sunda, Madura, Bali). Nama asing: watermelon (Inggris), xi gua (Cina) (Hariana, 2009).
2.1.4 Kandungan kimia
Daging buah semangka rendah kalori dan mengandungair sebanyak 93,4%, protein 0,5%, karbohidrat 5,3%, lemak 0,1%, serat 0,2%, abu 0,5 dan vitamin. Daging buah semangka mengandung asam amino sitrullin (C6H13N3O3), asam
bromin, natrium, kalium, silvit, lisin, fruktosa, dekstrosa, dan sukrosa. Sitrulin dan arginin berperan dalam pembentukan urea di hati dari amonia dan CO2 sehingga
keluarnya urin meningkat. Kandungan kaliumnya cukup tinggi yang dapat membantu kerja jantung dan menormalkan tekanan darah (Dalimartha, 2003).
Kulit buah semangka juga kaya akan vitamin, mineral, enzim, dan klorofil. Vitamin-vitamin yang terdapat pada kulit buah semangka meliputi vitamin A, vitamin B2, vitamin B6, vitamin E, dan vitamin C (Ismayanti dkk, 2013). Semangka kaya kandungan kimia seperti sitrullin dan arginine. Kedua zat kimia tersebut berfungsi meningkatkan produksi urea di hati sehingga meningkatkan aliran dari urine. Bijinya mengandung sitrullin, vitamin B12, enzim urease, dan senyawa aktif kukurbositrin (Hariana, 2006).
Menurut Oseni dan Okoye (2013), mesokarp buah semangka mengandung saponin, antrakinon, flavonoid, terpenoid dan alkaloid. Menurut Okafor, et al., (2015),kulit buah semangka mengandung senyawa alkaloid, fenol, saponin, flavonoid, triterpenoid dan steroid.
2.1.5 Khasiat tumbuhan
tekanan darah tinggi (hipertensi), disfungsi ereksi (impoten), meningkatkan kesuburan pria, keracunan alkohol (alkoholism), asam urat tinggi dan menghilangkan kerutan di wajah. Biji digunakan untuk: susah buang air besar selama hamil atau usia tua, radang hati, radang selaput lendir usus, infeksi kandung kemih, kurang darah (anemia), membasmi cacing usus dan busung lapar (Dalimartha, 2003).
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu cara menarik satu atau lebih zat dari bahan asal menggunakan suatu cairan penarik atau pelarut. Umumnya dikerjakan untuk simplisia yang mengandung zat-zat berkhasiat atau zat-zat lain untuk keperluan tertentu. Tujuan utama ekstraksi dalam bidang farmasi adalah untuk mendapatkan atau memisahkan zat-zat yang memiliki khasiat pengobatan (Syamsuni, 2006).
Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan mengekstraksi zat aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan (Ditjen POM RI, 1995). Senyawa aktif yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan kedalam golongan minyak atsiri, alkaloida, flavonoida dan lain-lain (Ditjen POM RI, 2000).
Menurut Ditjen POM RI (2000), ada beberapa metode ekstraksi yaitu: 1. Cara dingin
Ekstraksi dengan cara dingin terdiri dari: a. Maserasi
pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruang (kamar). Maserasi kinetik berarti dilakukan pengadukan yang kontinu (terus-menerus). Remaserasi berarti dilakukan pengulangan penambahan pelarut setelah dilakukan penyaringan maserat pertama dan maserat selanjutnya.
b. Perkolasi
Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada temperatur ruang. Proses terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara, tahap perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) terus menerus sampai diperoleh ekstrak (perkolat) yang jumlahnya 1-5 kali bahan.
2. Cara panas
Ekstraksi dengan cara panas terdiri dari: a. Refluks
Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik. Umumnya pada metode ini dilakukan pengulangan proses pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi sempurna.
b. Sokletasi
Sokletasi adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi kontinu dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.
c. Digesti
d. Infudasi
Infudasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada temperatur 90oC selama 15 menit.
e. Dekoktasi
Dekoktasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada temperatur 90oC selama 30 menit.
2.3 Bakteri
Nama bakteri berasal dari bahasa Yunani “bacterion” yang berarti batang atau tongkat. Sekarang nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme bersel satu, tubuhnya bersifat prokariotik, yaitu tubuhnya terdiri atas sel yang tidak mempunyai pembungkus inti. Bakteri berkembang biak dengan cara membelah diri dan karena begitu kecil maka hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskopik (Waluyo, 2007).
Sel-sel individu bakteri dapat berbentuk seperti elips, bola, batang (silindris), atau spiral (heliks). Masing-masing ciri ini penting dalam mencirikan morfologi suatu spesies (Pelczar dan Chan, 1986). Berdasarkan morfologinya bakteri dapat dibedakan atas tiga bagian yaitu:
1. Bentuk kokus
Sel bakteri yang berbentuk seperti bola atau elips dinamakan kokus.Kokus muncul dalam beberapa penataan yang khas bergantung kepada spesiesnya.
a. Diplokokus: sel membelah diri pada satu bidang dan tetap saling melekat terutama berpasangan. Contoh: Streptococcus pneumoniae.
c. Tetrakokus: sel membelah diri pada dua bidang dan secara khas membentuk kelompok terdiri dari empat sel. Contoh: Pediococcus cerevisiae.
d. Stafilokokus: sel membelah diri pada tiga bidang dalam suatu pola tak teratur, membentuk “gerombolan” kokus. Contoh: Staphylococus aureus.
e. Sarsina: sel membelah diri pada tiga bidang dalam suatu pola teratur, membentuk penataan sel seperti kubus. Contoh: Sarcina ventriculi (Pelczar dan Chan, 1986).
2. Bentuk basil
Basil adalah bakteri yang mempunyai bentuk batang atau silinder dan membelah dalam satu bidang, berpasangan ataupun bentuk rantai pendek atau panjang. Bentuk basil dapat dibedakan atas:
a. Monobasil yaitu basil yang terlepas satu sama lain dengan kedua ujung tumpul. Contoh: Eschericia coli.
b. Diplobasil yaitu basil yang bergandeng dua dan kedua ujungnya tumpul. Contoh: Salmonella typhimurium.
c. Streptobasil yaitu basil yang bergandengan panjang membentuk rantai. Contoh: Bacillus anthracis (Pelczar dan Chan, 1988).
3. Bentuk spiral
Bentuk spiral bakteri dapat dibedakan atas:
a. Spiral yaitu bentuk yang menyerupai spiral atau lilitan. b. Vibrio yaitu bentuk batang yang melengkung berupa koma.
c. Spirochaeta yaitu menyerupai bentuk spiral, bedanya dengan spiral dalam kemampuannya melenturkan dan melengkukkan tubuhnya sambil bergerak. Contoh: Spirillum, Vibrio cholerae, Spirochaeta palida (Volk dan Wheeler,1993).
a. Nutrisi
Sumber zat makanan bagi bakteri diperoleh dari senyawa karbon, nitrogen, sulfur, fosfor, unsur logam (natrium, kalsium, magnesium, mangan, besi, tembaga dan kobalt), vitamin dan air untuk fungsi-fungsi metabolik dan pertumbuhannya (Pelczar dan Chan, 1986).
b. Temperatur
Bakteri sebagai kelompok organisme hidup, dapat tumbuh pada rentang suhu antara -5oC hingga 80oC. Seluruh bakteri dapat diklasifikasikan ke dalam salah satu dari tiga kelompok utama, bergantung pada kebutuhan suhunya:
1. Psikrofil: spesies-spesies bakteri yang dapat tumbuh pada rentang suhu -5oC sampai 20oC.
2. Mesofil: spesies-spesies bakteri yang dapat tumbuh pada rentang suhu 20oC sampai 45oC.
3. Termofil: spesies-spesies bakteri yang akan tumbuh pada suhu 35oC lebih. Dua kelompok bakteri termofil:
- Termofil fakultatif: organisme-organisme yang dapat tumbuh pada suhu 37oC, dengan suhu pertumbuhan optimum 45oC hingga 60oC.
- Termofil obligat: organisme-organisme yang dapat tumbuh hanya pada suhu diatas 50oC, dengan suhu pertumbuhan optimum diatas 60oC (Cappuccino dan Natalie, 2013).
c. pH
Pertumbuhan dan kelangsungan hidup mikroorganisme sangat dipengaruhi oleh pH lingkungan dan seluruh bakteri serta mikroorganisme-mikroorganisme lainnya memiliki kebutuhan pH yang berbeda. Rentang pH spesifik untuk bakteri adalah antara 4 dan 9, dengan pH optimum antara pH 6,5 hingga 7,5 (Cappuccino dan Natalie, 2013).
Mikroorganisme asidofil tumbuh pada kisaran pH optimal 1,0-5,5; mikroorganisme neutrofil tumbuh pada pH optimal 5,5-8,0; mikroorganisme alkalofil tumbuh pada pH optimal 8,5-11,5; sedangkan mikroorganisme alkalofil ekstrem tumbuh pada kisaran pH optimal ≥10 (Pratiwi, 2008).
d. Oksigen
Berdasarkan keperluan akan oksigen, bakteri dibagi dalam 5 golongan: - Bakteri anaerob obligat: hidup tanpa oksigen, oksigen toksis terhadap golongan bakteri ini.
- Bakteri anaerob aerotoleran: tidak mati dengan adanya oksigen.
- Bakteri anaerob fakultatif: mampu tumbuh baik dalam suasana dengan atau tanpa oksigen.
- Bakteri aerob obligat: tumbuh subur bila ada oksigen dalam jumlah besar. -Bakteri mikroaerofilik: hanya tumbuh baik dalam tekanan oksigen yang rendah (Nasution, 2014).
e. Tekanan osmosis
Osmosis merupakan perpindahan air melewati membran semipermeabel karena ketidakseimbangan material terlarut dalam media (Pratiwi, 2008). Medium yang paling cocok bagi kehidupan mikroba adalah medium isotonik terhadap isi sel mikroba (Waluyo, 2007).
Bakteri memerlukan air dalam konsentrasitinggi (cukup) disekitarnya karena diperlukan bagi pertumbuhan dan perkembangbiakkan (Nasution, 2014).
2.3.1 Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus merupakan bakteri gram positif, tidak bergerak, tidak berspora dan mampu membentuk kapsul, berbentuk kokus dan tersusun seperti buah anggur. Staphylococcus aureus adalah bakteri aerob, tetapi bila sudah berpindah ke tempat lain dapat bersifat anaerob fakultatif. Suhu optimum pertumbuhan Staphylococcus aureus adalah 35oC-37oC, suhu minimum 6,7oC dan suhu maksimum 45,4oC. Bakteri ini dapat tumbuh pada pH 4,0-9,8, pH optimum 7,0-7,5 (Nasution, 2014).
Gambar 2.1 Bakteri Staphylococcus aureus
Menurut Dwidjoseputro (1978), sistematika Staphylococcus aureus adalah sebagai berikut:
Divisi : Protophyta Kelas : Schizomycetes Ordo : Eubacteriales Famili : Micrococcacea Genus : Staphylococcus
Staphylococcus aureus patogen utama bagi manusia, hampir setiap orang akan mengalami beberapa tipe infeksi Staphylococcus aureus sepanjang hidupnya, mulai dari keracunan makanan atau infeksi kulit ringan, sampai infeksi berat yang mengancam jiwa. Staphylococcus aureus hidup sebagai saprofit di dalam saluran-saluran pengeluaran lendir dari tumbuh manusia dan hewan-hewan seperti hidung, mulut dan tenggorokan dan dapat dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin. Bakteri ini juga sering terdapat pori-pori dari permukaan kulit, kelenjar keringat dan saluran usus. Selain dapat menyebabkan intoksikasi, Staphylococcus aureus juga dapat menyebabkan bermacam-macam infeksi seperti jerawat, bisul, meningitis, pneumonia pada manusia dan hewan (Nasution, 2014).
2.3.2 Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli umumnya merupakan flora normal saluran pencernaan tubuh manusia dan hewan. Escherichia coli merupakan bakteri gram negatif berbentuk batang, tidak berkapsul, umumnya mempunyai fimbria dan bersifat motile. Sel Escherichia coli mempunyai ukuran 2,0-6,0 μm, tersusun tunggal, berpasangan, dengan flagella peritikus (Supardi dan Sukamto, 1999).
Gambar 2.2 Bakteri Escherichia coli
Bakteri ini relatif sensitif terhadap panas dan dapat diinaktifkan pada suhupasteurisasi makanan atau selama pemasakan makanan (Supardi dan Sukamto, 1999).
Menurut Dwidjoseputro (1978), sistematika Escherichia coli adalah sebagai berikut:
Divisi : Protophyta Kelas : Schizomycetes Ordo : Eubacteriales Famili : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
Strain Escherichia coli yang memproduksi enterotoksin melepaskan toksin yang menyebabkan sekresi elektrolit dan cairan ke saluran pencernaan yang berlebihan. Hal ini dapat menyebabkan gejala diare yang bervariasi yaitu dari ringan sampai berat (Supardi dan Sukamto, 1999).
2.4. Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase log (fase ekponensial), fase stasioner dan fase kematian.
- Fase lag
-Fase log (fase eksponensial)
Pada kondisi nutrisi dan fisik yang optimum, sel-sel yang sehat secara fisiologis bereproduksi dengan laju yang cepat dan seragam dengan cara pembelahan biner. Jadi, terjadi peningkatan ekponensial yang cepat pada populasi, yang menggandakan jumlah secara teratur hingga jumlah sel yang maksimum tercapai. Panjang fase log bervariasi, bergantung pada organisme dan komposisi media. Rata-rata dapat diperkirakan berlangsung 6 sampai 12 jam (Cappuccino dan Natalie, 2013).
-Fase stasioner
Selama tahap ini, jumlah sel yang mengalami pembelahan sama dengan jumlah sel yang mati, menyebabkan tidak terjadi peningkatan jumlah sel lebih lanjut dan populasi bertahan pada tingkat maksimum selama periode waktu tertentu. Faktor utama yang menimbulkan fase ini adalah berkurangnya beberapa metabolit yang penting dan akumulasi produk akhir asam atau basa yang bersifat toksik didalam media (Cappuccino dan Natalie, 2013).
-Fase kematian
Jumlah sel mati meningkat. Faktor penyebabnya adalah ketidaktersediaan nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik (Pratiwi, 2008).
Gambar 2.3Kurva fase pertumbuhan mikroorganisme
2.5. Uji Aktivitas Antibakteri
Uji aktivitas antimikroba pada dasarnya dapat dilakukan melalui 2 cara, yaitu metode dilusi dan metode difusi cakram.
a.Metode dilusi
Metode dilusi digunakan untuk menentukan Kadar Hambat Minimum (KHM) dan Kadar Bunuh Minimum (KBM) dari zat antimikroba. Metode ini menggunakan satu seri tabung reaksi yang diisi media cair dan sejumlah mikroba yang diuji. Masing-masing tabung tersebut diisi dengan obat yang telah diencerkan secara serial. Seri tabung diinkubasi pada suhu ± 37oC selama 18-24 jam dan diamati terjadinya kekeruhan pada tabung. Konsentrasi terendah obat pada tabung yang ditunjukkan dengan hasil biakan yang mulai tampak jernih (tidak adanya pertumbuhan mikroba) adalah KHM obat. Selanjutnya biakan dari semua tabung yang jernih diinokulasikan pada media agar padat, diinkubasikan pada suhu ± 37oC selama 18-24 jam. Setelah itu diamati ada tidaknya mikroba yang tumbuh. Konsentrasi terendah obat pada biakan padat yang ditunjukkan dengan tidak adanya pertumbuhan koloni mikroba adalah KBM dari obat (Dzen, 2003).
b. Metode difusi
